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JP5740864B2 - 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び熱伝導シートを用いた放熱装置 - Google Patents

熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び熱伝導シートを用いた放熱装置 Download PDF

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Description

本発明は、熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び熱伝導シートを用いた放熱装置に関する。
近年、多層配線板、半導体パッケージにおける配線の高密度化や、電子部品の搭載密度が大きくなり、また、半導体素子も高集積化し、単位面積あたりの発熱量が大きくなったため、半導体パッケージからの熱放散を良くすることが望まれるようになっている。
半導体パッケージのような発熱体と、アルミニウムや銅等の放熱体との間に、熱伝導グリース、又は熱伝導シートを挟んで密着させることで熱を放散する放熱装置が、一般に簡便に使用されている。しかし、熱伝導グリースよりは、熱伝導シートの方が放熱装置を組み立てる際の作業性に優れている。熱放散性を良くするには、熱伝導シートに高い熱伝導性が求められるが、従来の熱伝導シートの熱伝導性は必ずしも十分とは言えなかった。
そのため、熱伝導シートの熱伝導性を更に向上させる目的で、マトリックス材料中に熱伝導性の大きな無機粉末を配合し、それをシート面に対して垂直に配向させた熱伝導シートが提案されている(例えば特許文献1及び2)。
特許文献1には、シート面に対してほぼ垂直方向に、無機充填材(窒化ホウ素)が配向した熱伝導シートが開示されている。特許文献2には、ゲル状物質に分散された炭素繊維が、シート面に対して垂直配向した構造が記載されている。
特開2002−26202号公報 特開2005−82721号公報
一般に、熱伝導シートには、発熱体と放熱体との間に実装する工程において、仮固定に十分なタック強度を備えていることが作業上の観点から求められており、更に、長期間使用後、被着体にシートの一部が付着残存することなく剥がすことができることも、解体時における作業上の観点から求められている。
しかしながら、仮固定に十分なタック強度を備えているシートの場合、長期間にわたりヒートサイクルが繰り返されると、バインダ樹脂が被着体に固着し、被着体からきれいに剥がすことができなくなる。また、長期間使用しても、被着体からきれいに剥がすことができるシートの場合、仮固定に十分なタック強度を備えていない。さらには、従来用いられているシートの中には、いずれの特性ともに十分ではないものもあり、高いタック性と、長期間使用後の被着体に対する離型性を併せ持つ熱伝導シートは、未だ得られていない。
本発明の目的は、高いタック性と、長期間使用後の被着体に対する離型性を併せ持ち、更に高い熱伝導性を有する熱伝導シートを提供することである。
また、本発明の目的は、高いタック性と、長期間使用後の被着体に対する離型性を併せ持ち、更に高い熱伝導性を有する熱伝導シートを得ることができる製造方法を提供することである。
さらに、本発明の目的は、実装及び解体作業上の観点から使い易く、更に高い放熱能力を有する放熱装置を提供することである。
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、熱伝導シートに含まれる組成物中に、20℃以上30℃以下の温度範囲において液状であるポリブテン(A)と、組成物全体に対して1体積%以上の離型剤(B)とを含有させることにより、高いタック性と、長期間使用後の被着体に対する離型性を併せ持ち、また、熱伝導性フィラー(D)の長軸方向を熱伝導シートの厚み方向に配向させることで、高い熱伝導性を有する熱伝導シートが得られることを見い出した。
すなわち、本発明は、
20℃以上30℃以下の温度範囲において液状であるポリブテン(A)と、組成物全体に対して1体積%以上含有される離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)と、熱伝導性フィラー(D)とを含有する組成物を含む熱伝導シートであって、熱伝導シートのガラス転移温度(Tg)が50℃以下であり、前記熱伝導性フィラー(D)の長軸方向が熱伝導シートの厚み方向に配向していることを特徴とする熱伝導シート、に関する。
また、本発明の熱伝導シートの好ましい態様として、
前記ポリブテン(A)の40℃における動粘度が、2万cSt以上200万cSt以下である、上記記載の熱伝導シート、
前記ポリブテン(A)を、5体積%以上50体積%以下の範囲で含有する、上記記載の熱伝導シート、
前記離型剤(B)が、フッ素含有ポリマー、シリコーン、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、又は高級アルコールのいずれか1種以上を含む、上記記載の熱伝導シート、
前記熱伝導性フィラー(D)を、25体積%以上75体積%以下の範囲で含有する、上記記載の熱伝導シート、
前記熱伝導性フィラー(D)が、鱗片状、楕球状、又は棒状の黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子であり、前記黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子における鱗片の面方向、楕球の長軸方向、又は棒の長軸方向が、熱伝導シートの厚み方向に配向している、上記記載の熱伝導シート、などが挙げられる。
また、本発明は、
上記の熱伝導シートを製造する方法であって、
ポリブテン(A)と、離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)及びその硬化剤(c)と、熱伝導性フィラー(D)とを含有する組成物を、前記熱伝導性フィラー(D)の質量平均径の10倍以下の厚みに圧延成形、プレス成形、押出成形、又は塗工し、主たる面に対して平行方向に前記熱伝導性フィラー(D)が配向した一次シートを作製する工程、
前記一次シートを積層して成形体を得る工程、
前記成形体を加熱して、前記ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と硬化剤(c)とを反応させる工程、
前記一次シート面から出る法線に対し、前記成形体を0度以上30度以下の角度範囲でスライスして熱伝導シートを得る工程、
を有する熱伝導シートの製造方法に関する。
さらに、本発明は、上記記載の熱伝導シート、又は上記記載の製造方法により得られた熱伝導シートを、発熱体と放熱体との間に介在させて成る放熱装置に関する。
本発明の熱伝導シートは、高いタック性と、長期間使用後の被着体に対する離型性を併せ持ち、また、高い熱伝導性を有するため、放熱用途に好適である。
また、本発明の熱伝導シートの製造方法は、高いタック性と、長期間使用後の被着体に対する離型性を併せ持ち、更に高い熱伝導性を有する熱伝導シートを、生産性、コスト面、及びエネルギー効率の点で有利に、且つ確実に製造できる。
また、本発明の放熱装置は、実装及び解体作業上の観点から使い易く、更に高い放熱能力を有する。
以下に、本発明を詳細に説明する。
<熱伝導シート>
本発明の熱伝導シートは、20℃以上30℃以下の温度範囲において液状であるポリブテン(A)と、組成物全体に対して1体積%以上含有される離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)と、熱伝導性フィラー(D)とを含有する組成物を含み、また、熱伝導シートのガラス転移温度(Tg)が50℃以下であり、前記熱伝導性フィラー(D)の長軸方向が熱伝導シートの厚み方向に配向していることを特徴とする。
組成物中にポリブテン(A)を含むことで、ポリブテン(A)が表面に滲み出し、高いタック性を発現することが可能である。また、表面に滲み出したポリブテン(A)は、長期間使用しても被着体に固着することがなく、また、ポリブテン(A)及び離型剤(B)を含むことでバインダ樹脂による長期間使用後の被着体への固着を防ぎ、高い離型性を発現することが可能である。
本発明で用いられるポリブテン(A)は、イソブテンを含むモノマーを重合して得られる重合体である。一般に入手できるものは、イソブテンを主成分としたモノマーを重合して得られる重合体であり、若干量のn−ブテン成分を含むが、これを用いることができる。ポリブテン(A)は、片末端に二重結合を残した一般品でも良く、二重結合を水素添加した特殊品でも良い。ただし、常圧下で20℃以上30℃以下の温度範囲において液状である必要があり、この範囲において固体のものは、本発明の熱伝導シートに関しては、室温(25℃)付近においてタック性を向上する効果、及び長期間使用後の被着体に対する離型性を発現する効果はない。
本発明においては、20℃以上30℃以下の温度範囲において液状であるポリブテンであれば用いることが可能であるが、そのようなポリブテンの中でも、40℃における動粘度が200万cSt以下であるポリブテンを用いることが好ましい。
本発明で用いられるポリブテン(A)は、40℃における動粘度が2万〜200万cStであることがより好ましく、10万〜100万cStであることがさらに好ましい。2万cSt未満の場合、粘性不足により十分なタック性が得られにくくなる傾向があり、200万cStを超えた場合、流動性が悪くなるため、長期間にわたりヒートサイクルが繰り返されると、場合により被着体に固着してしまう可能性がある。また、表面に滲み出しにくくなるため、十分なタック性が得られにくくなる傾向もある。
本発明において、ポリブテン(A)の40℃における動粘度の測定は、JIS K2283に準処して行う。
また、40℃における動粘度が2万〜200万cStであるポリブテンは、例えば、商品名:ニッサンポリブテン200N(日油株式会社製、40℃における動粘度:14万cSt)、商品名:ニッサンポリブテン30N(日油株式会社製、40℃における動粘度:24万cSt)、又は商品名:日石ポリブテンHV−1900(新日本石油株式会社製、40℃における動粘度:16万cSt)等が挙げられる。
本発明で用いられるポリブテン(A)の含有量は、組成物全体積の5〜50体積%であること好ましく、10〜30体積%であることがより好ましい。5体積%未満の場合、十分なタック性、及び離型性が得られにくくなる傾向があり、50体積%を超える場合、液状成分が過剰になってしまうため、シートの成形が困難になりやすい傾向がある。
なお、本明細書におけるポリブテン(A)の含有量(体積%)は、次式により求めた値である。また、本発明においては、後述する離型剤(B)、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)、硬化剤(c)、熱伝導性フィラー(D)、及びその他の任意成分(E)の含有量(体積%)も、次式と同様に求めた値とする。
ポリブテン(A)の含有量(体積%)=(Aw/Ad)/((Aw/Ad)+(Bw/Bd)+(C’w/C’d)+(cw/cd)+(Dw/Dd)+(Ew/Ed)…)×100
Aw:ポリブテン(A)の質量組成(質量%)
Bw:離型剤(B)の質量組成(質量%)
C’w:ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)の質量組成(質量%)
cw:硬化剤(c)の質量組成(質量%)
Dw:熱伝導性フィラー(D)の質量組成(質量%)
Ew:その他の任意成分(E)の質量組成(質量%)
Ad:ポリブテン(A)の比重(本発明においては1.2で計算する)
Bd:離型剤(B)の比重(本発明においては1.2で計算する)
C’d:ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)の比重(本発明においては1.2で計算する)
cd:硬化剤(c)の比重(本発明においては1.2で計算する)
Dd:熱伝導性フィラー(D)の比重(本発明においては2.1で計算する)
Ew:その他の任意成分(E)の比重(本発明においては1.2で計算する)
本発明で用いられる離型剤(B)としては、フッ素含有ポリマー、シリコーン、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、又は高級アルコール等が挙げられるが、特に制限はない。
前記フッ素含有ポリマーとしては、例えば、商品名:ダイフリーFB−961(ダイキン工業株式会社製)、商品名:ダイフリーFB−962(ダイキン工業株式会社製)等が挙げられる。前記シリコーンとしては、例えば、商品名:TSF451−100、TSF451−1000、TSF451−12500、TSF451−1M、TSF451−200、TSF451−2000(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。高級脂肪酸としては、例えば、商品名:イソステアリン酸EX、HAIMARIC−MKH(R)(高級アルコール工業株式会社製)等が挙げられる。前記高級脂肪酸エステルとしては、例えば、商品名:リケマールSL−800、リケマールSL−900、リケマールSL−900A(理研ビタミン株式会社製)等が挙げられる。前記高級アルコールとしては、例えば、商品名:ステアリルアルコール、ステアリルアルコールNX、イソステアリルアルコールEX(高級アルコール工業株式会社製)等が挙げられる。
本発明で用いられる離型剤(B)の含有量は、組成物全体積の1体積%以上であり、1〜10体積%であることが好ましく、1〜3体積%であることがより好ましい。1体積%未満の場合、また、10体積%を超える場合、離型性が十分に得られにくくなる傾向がある。
本発明におけるポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)は、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)を、硬化剤(c)で架橋硬化させることにより得られる。
本発明で用いられるポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)としては、例えば、アクリル酸ブチル、及びアクリル酸エチル等を主要な原料成分とし、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、又は(メタ)アクリル酸グリシジル、アクリロニトリル等を共重合させ、反応活性な官能基を導入したポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物が好適に用いられる。この中でも、重量平均分子量は10万〜100万であることが好ましく、40万〜60万であることがより好ましい。重量平均分子量が10万〜100万であると、シート形状を保つための強度を得られやすく、また、被着体へ充分に密着可能な程度の柔軟性を得られやすい。なお、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定することができる。
また、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)のTgは0℃以下であることが好ましく、−50〜0℃であることがより好ましく、−50〜−30℃であることがさらに好ましい。Tgが−50〜0℃であると、後述する熱伝導シートのTgが−50〜50℃となり、シート形状を保つための強度を得られやすく、また、被着体へ充分に密着可能な程度の柔軟性を得られやすい。
上記ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)としては、例えば、アクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/アクリル酸/アクリロニトリル共重合体(商品名:HTR−280改2DR、ナガセケムテックス株式会社製、重量平均分子量:53万、Tg=−39℃)、アクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体(商品名:HTR−811DR、ナガセケムテックス株式会社製、重量平均分子量:42万、Tg=−43℃)、又はアクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/グリシジルメタクリレート共重合体(商品名:HTR−811E改1DR、ガセケムテックス株式会社製、重量平均分子量:50万、Tg=−45℃)等が挙げられる。
上記ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)を架橋硬化させる硬化剤(c)としては、多官能エポキシ、多官能イソシアネート、多官能アミン、又はフェノール性水酸基を複数有する化合物等が挙げられる。
上記多官能エポキシとしては、例えば、商品名:YDF−8170C、(東都化成株式会社製)、EPICLON N−770(DIC株式会社製)、デナコールEX−611(ナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。上記多官能イソシアネートとしては、例えば、商品名:タケネートB−870N(三井化学ポリウレタン株式会社製)等が挙げられる。上記多官能アミンとしては、例えば、商品名:ラッカマイドWN−105(DIC株式会社製)等が挙げられる。上記フェノール性水酸基を複数有する化合物としては、例えば、商品名:ミレックスXLC−LL(三井化学株式会社製)、フェノライトKA−1160、フェノライトVH−4150(DIC株式会社製)等が挙げられる。
特に、アクリル酸ブチル、及びアクリル酸エチルを共重合成分中に70〜99質量%、更に(メタ)アクリル酸を1〜10質量%含んだ、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを共重合させたものをポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)とし、多官能エポキシを硬化剤(c)として得た架橋硬化物(C)が、製造時における適度な反応速度、及び得られるシートのハンドリング性が良好であり好ましい。また、熱伝導シートのTgは、アクリル酸ブチル、及びアクリル酸エチル等の共重合成分が多ければ下がる傾向にある。したがって、熱伝導シートのTgが50℃以下となるように、これらの共重合成分の量を適宜調整すれば良い。
本発明におけるポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)の含有量は、特に制限されないが、組成物全体積の10〜70体積%であることが好ましく、20〜50体積%であることがより好ましい。なお、本発明において、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)の含有量は、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)の含有量と硬化剤(c)の含有量を合計することにより求めた値とする。
本発明で用いられる熱伝導性フィラー(D)としては、熱伝導性を有するフィラーであればいずれの形状でも使用することが可能であるが、鱗片状、楕球状、又は棒状のフィラーが好ましく用いられる。
特に、本発明においては、鱗片状、楕球状、又は棒状の黒鉛粒子及び六方晶窒化ホウ素粒子が、熱伝導性の向上の観点から好適であり、中でも鱗片状の黒鉛粒子及び六方晶窒化ホウ素粒子が好ましい。
本発明で用いられる鱗片状、楕球状、又は棒状の黒鉛粒子としては、例えば、鱗片黒鉛粉末、人造黒鉛粉末、薄片化黒鉛粉末、酸処理黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末、又は炭素繊維フレーク等の黒鉛粒子を用いることができる。本発明で用いられる鱗片状の六方晶窒化ホウ素粒子としては、板状窒化ホウ素粉末、又は鱗片状窒化ホウ素粉末等の六方晶窒化ホウ素粒子が挙げられる。
特に、黒鉛粒子がより好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)と混合された状態で、鱗片状になり易いものが好ましい。具体的には、薄片化黒鉛粉末又は膨張黒鉛粉末の鱗片状黒鉛粒子が配向させ易く、粒子間接触も保ち易く、また、高い熱伝導性が得られ易いために好ましい。
本発明の熱伝導シートは、熱伝導性フィラー(D)の長軸方向が熱伝導シートの厚み方向に配向しており、この配向がないと十分な熱伝導性が得られない。なお、本発明において、「熱伝導性フィラー(D)の長軸方向」とは、熱伝導シートの厚み方向の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、見えている方向から熱伝導性フィラー(D)断面の最も長い径(長径)を特定し、その特定された長い径の方向をいう。なお、本発明において、熱伝導シートに含まれる熱伝導性フィラー(D)の形状が鱗片状である場合、シート断面を観察する際には、鱗片の面に対し、垂直、又はほぼ垂直となる断面を観察するものとする。
熱伝導性フィラー(D)が鱗片状、楕球状、又は棒状の黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子である場合、黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子の鱗片の面方向、楕球の長軸方向、又は棒の長軸方向が、熱伝導シートの厚み方向に配向していないと十分な熱伝導性が得られない。
本発明において、「熱伝導シートの厚み方向に配向」とは、熱伝導シートの厚み方向の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、見えている方向から任意の50個の熱伝導性フィラー(D)の長軸方向の熱伝導シート表面に対する角度(90度以上の場合は補角を採用する)を測定し、その平均値が60〜90度になる状態をいう。つまり、任意の50個の熱伝導性フィラー断面における長径の方向と、熱伝導シート表面との間の角度(90度以上の場合は補角を採用する)を測定し、その平均値が60〜90度になる状態をいう。
また、上記熱伝導性フィラー(D)が鱗片状、楕球状、又は棒状の黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子である場合も、上記に従い、粒子の長軸方向の熱伝導シート表面に対する角度(90度以上の場合は補角を採用する)を測定し、その平均値が60〜90度になる状態をいう。
熱伝導性フィラー(D)の長径の平均値は、特に制限されないが、熱伝導性の向上の観点から、好ましくは0.02〜2mm、より好ましくは0.1〜1.0mm、特に好ましくは0.2〜0.5mmである。
なお、本発明において、「長径の平均値」とは、熱伝導シートの厚み方向の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の50個の熱伝導性フィラー(D)について見えている方向から長径を測定し、平均値を求めた結果をいう。
熱伝導性フィラー(D)の含有量は、組成物全体積の25〜75体積%であることが好ましく、30〜60体積%であることがより好ましい。25体積%未満である場合、熱伝導性が徐々に低下していく傾向があり、75体積%を超える場合、タック性が低下していく傾向がある。
本発明における熱伝導シートのTgは50℃以下であり、−50〜50℃であることが好ましく、−50〜20℃であることがより好ましい。50℃を超える場合、柔軟性に劣るため、被着体に対する密着性が不良となり、熱伝導性が低くなる。−50℃未満の場合、シート形状を保つための強度が得られにくい傾向がある。
なお、本発明におけるTgは、動的粘弾性測定装置(DMA)による測定を行い、得られるtanδより算出することができる。また、熱伝導シートのTgと、後述するポリブテン(A)、離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)、硬化剤(c)、及び、熱伝導性フィラー(D)を含む組成物を架橋硬化させて得られる成形体とについてTgを測定すると、同じ値が得られるため、熱伝導シートのTgは、熱伝導シートそのものを用いて測定することも、また、架橋硬化後の成形体を用いて測定することも可能である。
また、本発明の熱伝導シートは、必要に応じてリン酸エステル等の難燃剤、ウレタンアクリレート等の靭性改良剤、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡れ向上剤、シリコーン油等の消泡剤、及び無機イオン交換体等のイオントラップ剤等を適宜添加することができる。
また、本発明の熱伝導シートにおいて、粘着面を保護するために、使用前の熱伝導シートの粘着面を保護フィルムで覆っておいても良い。保護フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルナフタレート、又はメチルペンテンフィルム等の樹脂、コート紙、コート布、又はアルミニウム等の金属が使用できる。これらの保護フィルムは2種以上を組み合わせて多層フィルムとしてもよく、また、保護フィルムの表面がシリコーン系、又はシリカ系等の離型剤等で処理されたものが好ましく用いられる。
本発明の熱伝導シートを得る方法は、特に限定されない。例えば、以下に説明する熱伝導シートの製造方法により得ることができる。
<熱伝導シートの製造方法>
本発明の熱伝導シートの製造方法は、一次シートを作製する工程、この一次シートを積層して成形体を得る工程、この成形体を加熱する工程、及び加熱した成形体をスライスする工程と、を含む。
本発明の熱伝導シートの製造方法は、下記工程(1)〜(4)を含む。
(1)ポリブテン(A)と、離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)及びその硬化剤(c)と、熱伝導性フィラー(D)と、を含有する組成物を、前記熱伝導性フィラー(D)の質量平均径の10倍以下の厚みに圧延成形、プレス成形、押出成形、又は塗工し、主たる面(一次シート面)に対して平行方向に前記熱伝導性フィラー(D)が配向した一次シートを作製する工程。
(2)前記一次シートを積層して成形体を得る工程。
(3)前記成形体を加熱して、前記ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と硬化剤(c)とを反応させる工程。
(4)前記一次シート面から出る法線に対し、前記成形体を0度以上30度以下の角度範囲でスライスして熱伝導シートを得る工程。
以下、各工程について説明する。
(1)一次シートの作製工程
まず、ポリブテン(A)と、離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と、これを架橋硬化させる硬化剤(c)と、熱伝導性フィラー(D)とを含有する組成物を得る。組成物はこれらを混合することにより得られるが、混合方法は特に制限されない。例えば、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)を溶剤に溶かしておき、そこに他の成分を加えて撹拌した後、乾燥する方法も可能である。また、二軸ロールによる混練、ニーダーによる混練、ブラベンダによる混練、又は押出機による混練等を用いることができる。
次いで、前記組成物を、熱伝導性フィラー(D)の質量平均径の10倍以下の厚みに圧延成形、プレス成形、押出成形、又は塗工し、主たる面に対して平行方向に(完全平行である必要はない)熱伝導性フィラー(D)の長軸方向が配向した一次シートを作製する。
組成物を成形又は塗工する際の厚みは、熱伝導性フィラー(D)の質量平均径の10倍以下、好ましくは0.2〜10倍、より好ましくは0.2〜2倍とする。この厚みが熱伝導性フィラー(D)の質量平均径の0.2倍未満である場合、または、10倍を超える場合、熱伝導性フィラー(D)の配向が不十分になり、結果として、最終的に得られる熱伝導シートの熱伝導性が低くなる傾向がある。
組成物を成形又は塗工する際の厚みは、具体的には、0.1〜10mmが好ましく、0.1〜2mmがより好ましい。0.1mm未満である場合、または、10mmを超える場合、熱伝導性フィラー(D)の配向が不充分となる傾向があり、結果として、最終的に得られる熱伝導シートの熱伝導性が低くなる傾向がある。
なお、本発明において、「質量平均径」とは、熱伝導性フィラー(D)を網目の異なる数種類のふるいにかけて分級し、各ふるいに残ったフィラー(D)の重量を測定し、累積質量分布曲線を求め、累積質量分布曲線において累積質量が50%に達する径を意味する。
質量平均径の好ましい範囲は、最終的に得られる熱伝導シートの厚みにより異なるが、最終的に得られる熱伝導シートの厚みの1/100〜10倍が好ましく、1/10〜7倍がより好ましく、1/2〜4倍が特に好ましい。質量平均径が上記範囲よりも小さい場合、伝熱パスに影響を及ぼす熱伝導性フィラーの界面が増すため、熱伝導性が低下する傾向がある。一方、上記範囲よりも大きい場合、効率的にスライスすることが難しくなったり、シートが不均質になったりする傾向がある。
質量平均径は、具体的には、0.25〜2mmが好ましく、0.5〜1mmがより好ましい。0.25mm未満であると熱伝導性が低下するする傾向があり、2mmを超えるとスライスする場合に作業性が低下する傾向があり、また、得られるシートが不均質になりやすい傾向がある。
前記組成物を、圧延成形、プレス成形、押出成形、又は塗工することにより、熱伝導性フィラー(D)の長軸方向を主たる面に対して平行方向に配向した一次シートを作製するが、圧延成形、又はプレス成形が、確実に熱伝導性フィラー(D)を配向させ易いので好ましい。
熱伝導性フィラー(D)の長軸方向がシートの主たる面に対して平行方向に配向した状態とは、熱伝導性フィラー(D)の長軸方向がシートの主たる面に対して寝ているように配向した状態をいう。シート面内での熱伝導性フィラー(D)の向きは、前記組成物を成形する際に、組成物の流れる方向を調整することによってコントロールされる。つまり、組成物を圧延ロールに通す方向、組成物をプレスする方向、組成物を押し出す方向、又は組成物を塗工する方向を調整することで、熱伝導性フィラー(D)の向きがコントロールされる。熱伝導性フィラー(D)の中でも、黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子は、基本的に異方性を有する粒子であるため、組成物を圧延成形、プレス成形、押出成形、又は塗工することにより、通常、黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子の向きは揃って配置される。
また、一次シートを作製する際、ポリブテン(A)と、離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と、これを架橋硬化させる硬化剤(c)と、熱伝導性フィラー(D)とを含有する組成物の、成形前の形状が塊状物である場合は、塊状物の厚み(d0)に対し、成形後の一次シートの厚み(dp)が、dp/d0<0.15になるよう圧延成形、プレス成形、又は押出成形することが好ましい。dp/d0<0.15となるよう成形することにより、熱伝導性フィラー(D)の長軸方向が、シートの主たる面に対して平行方向に配向させ易くなる。
(2)成形体を得る工程
次いで、前記一次シートを積層し、成形体を得る。一次シートを積層する方法は、特に制限されず、例えば、複数枚の一次シートを積層する方法、又は一次シートを折り畳む方法等が挙げられる。積層する際は、シート面内での熱伝導性フィラー(D)の向きを揃えて積層する。積層する際の一次シートの形状は、特に制限されず、例えば、矩形状の一次シートを積層した場合は角柱状の成形体が得られ、また、円形状の一次シートを積層した場合は円柱状の成形体が得られる。積層枚数に制限はなく、所望とする熱伝導シートのサイズに応じて積層することができる。例えば、10〜100枚とすることができる。
複数の一次シートを積層する方法、又は一次シートを折り畳む方法に代えて、一次シートを捲回して成形体を得ることも可能である。一次シートを捲回する方法も、特に制限されず、前記一次シートを熱伝導性フィラー(D)の配向方向を軸にして捲回すればよい。捲回の形状は、特に制限されず、例えば、円筒形でも角筒形でも良い。
一次シートを積層する際の圧力は、この後の工程である一次シート面から出る法線に対し0〜30度の角度でスライスする都合上、スライス面が潰れて所要面積を下回らない程度に弱く、且つシート間がうまく接着する程度に強くなるよう調整される。通常、この調整で積層面、又は捲回面間の接着力を充分に得られるが、不足する場合、溶剤又は接着剤等を薄く一次シートに塗布した上で積層を行っても良い。また、積層は適宜加熱下で行っても良い。
(3)前記成形体を加熱する工程
次いで、前記成形体を加熱して、前記ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と、これを架橋硬化させうる硬化剤(c)とを反応させ、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)とする。
加熱条件に関しては、前記ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と、これを架橋硬化させうる硬化剤(c)を、確実に反応させる条件とする。具体的には、150〜170℃で、6〜8時間の条件で加熱することが好ましい。
(4)スライス工程
次いで、前記成形体を一次シート面から出る法線に対し0〜30度で、好ましくは0〜15度でスライスして、所定の厚さを持った熱伝導シートを得る。30度を超える場合、熱伝導率が低下する傾向がある。
前記成形体が複数枚の一次シートを積層する方法、又は一次シートを折り畳む方法等により得た積層体である場合、一次シートの積層方向と垂直、又はほぼ垂直となるようにスライスすれば良い。また、前記成形体が一次シートを捲回する方法により得られた捲回体である場合、捲回の軸に対して垂直、又はほぼ垂直となるようにスライスすれば良い。また、円形状の一次シートを積層した円柱状の成形体の場合、上記角度の範囲内でかつら剥きのようにスライスしても良い。
スライスする方法は特に制限はなく、例えば、マルチブレード法、レーザー加工法、ウォータージェット法、又はナイフ加工法等が挙げられるが、熱伝導シートの厚みの平行を保ちやすい点でナイフ加工法が好ましい。また、スライスする際の切断具も特に制限はないが、鋭利な刃を備えたスライサー、又はカンナが、得られる熱伝導シートの表面近傍の熱伝導性フィラー(D)の配向を乱し難く、且つ薄いシートも作製し易いので好ましい。
スライスする際は、熱伝導シートのTg+5℃〜Tg+50℃で行うことが好ましく、Tg+10℃〜Tg+40℃で行うことがより好ましい。Tg+50℃を超える場合、成形体が柔軟になってスライスし難くなったり、また、熱伝導性フィラー(D)の配向が乱れたりする傾向がある。逆に、Tg+5℃未満である場合、成形体が固く脆くなってスライスし難くなったり、また、スライス直後にシートが割れ易くなったりする傾向がある。
熱伝導シートの厚さは、用途等により適宜設定されるが、好ましくは0.05〜3mm、より好ましくは0.1〜1mmである。0.05mm未満である場合、シートとしての取り扱いが難しくなる傾向にあり、3mmを超える場合、放熱効果が低くなる傾向にある。成形体のスライス幅が熱伝導シートの厚さとなり、スライス面が熱伝導シートにおける発熱体や放熱体との当接面となる。
<放熱装置>
本発明の放熱装置は、先に説明した本発明の熱伝導シート、又は本発明の製造方法により得られた熱伝導シートを、発熱体と放熱体との間に介在させて得られる。
発熱体としては、その表面温度が200℃を超えないものが好ましい。この表面温度が200℃を超える可能性が高いもの、例えば、ジェットエンジンのノズル近傍、窯陶釜内部周辺、溶鉱炉内部周辺、原子炉内部周辺、又は宇宙船外殻等に使用すると、本発明の熱伝導シート、又は本発明の製造方法により得られた熱伝導シート中の有機高分子化合物が分解してしまう可能性がある。
本発明の熱伝導シート、又は本発明の製造方法により製造された熱伝導シートが、特に好適に使用できる温度範囲は−10〜120℃であり、半導体パッケージ、ディスプレイ、LED、又は電灯等が好適な発熱体の例として挙げられる。
一方、放熱体としては、例えば、アルミニウムや銅のフィン・板等を利用したヒートシンク、ヒートパイプに接続されているアルミニウムや銅のブロック、内部に冷却液体をポンプで循環させているアルミニウムや銅のブロック、又はペルチェ素子及びこれを備えたアルミニウムや銅のブロック等が挙げられる。
本発明の放熱装置は、本発明の熱伝導シート、又は本発明の製造方法により得られた熱伝導シートの各々の面を、発熱体、及び放熱体に接触させることで成立する。発熱体、熱伝導シート、及び放熱体を充分に密着させた状態で固定できる方法であれば、接触させる方法に制限はないが、密着を持続させる観点からばねを介してねじ止めする方法、又はクリップで挟む方法等のように、押し付ける力が持続する接触方法が好ましい。
以下、実施例により本発明を説明する。なお、各実施例においてタック強度、及び熱抵抗率は以下の方法により求めた。
(タック強度の測定)
タッキング試験機(株式会社レスカ製、商品名:TAC−2)を用い、押し込み速度:120mm/分、引き上げ速度:600mm/分、押し込み荷重:100gf、及び押し込み時間:10秒の条件で、25℃での熱伝導シート表面のタック強度を測定した。
(熱抵抗率の測定)
1.0cm角の熱伝導シートを、トランジスタ(2SC2233)と水冷銅ヒートシンクとの間に挟み、トランジスタを水冷銅ヒートシンクに押し付けながら電流を通じた。トランジスタの温度:T1(℃)とヒートシンクの温度:T2(℃)を測定し、測定値と印加電力:W1(W)から、次式によって熱抵抗:X(℃・cm/W)を算出した。
X=(T1−T2)/W1
(実施例1)
室温(25℃)で液状のポリブテン(A)(日油株式会社製、商品名:ニッサンポリブテン200N、40℃における動粘度:14万cSt):3.73g、離型剤(B)として、パーフルオロアルキルポリエステル(ダイキン工業株式会社、商品名:ダイフリーFB−961)0.17g、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)として、アクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/アクリロニトリル/アクリル酸共重合体(共重合質量比:82/10/3/5、ナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−280改2DR、Tg:−39℃、重量平均分子量:53万):4.01g、硬化剤(c)として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製、商品名:YDF−8170C):0.17g、熱伝導性フィラー(D)として、鱗片状の膨張黒鉛粉末(日立化成工業株式会社製、商品名:HGF−L、質量平均径:500μm):9.44gをステンレスカップに入れ、120℃のホットプレート上で、ステンレス匙を用いて良くかき混ぜ、組成物を得た。
組成物全体積に対する各成分の配合比を、前述の計算式を用いて計算したところ、ポリブテン(A)が27.7体積%、離型剤(B)が1.3体積%、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)が31.1体積%(内、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)が29.8体積%、硬化剤(c)が1.3体積%)、及び熱伝導性フィラー(D)が40.0体積%であった。
この組成物を離型処理したPETフィルムに挟み、小型プレス機で約0.5mm厚のシート状(dp/d0=0.125)にし、一次シートを作製した。この一次シートを2cm角に切り出して20枚積層し、手で軽く押さえてシート間をよく接着させ、170℃の熱風乾燥機で8時間、組成物中のポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と硬化剤(c)とを反応させてポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)に変成させ、厚さ約1cmの成形体を得た。成形体のTgを測定したところ、−10℃であった。
次いで、この成形体をドライアイスで0℃に冷却(成形体のTg+10℃)した後、1cm×2cmの積層断面をカンナ(スリット部からの刃部の突出長さ:0.34mm)を用いてスライス(一次シート面から出る法線に対し0度の角度でスライス)し、縦1cm×横2cm×厚さ0.58mmの熱伝導シート(I)(Tg=−10℃)を得た。
なお、実施例中、Tgの測定は、動的粘弾性測定装置(DMA)(TAインストゥルメンツ社製、ARES−2KSTD)を用い、昇温速度:5℃/分、測定周波数:1.0Hzの条件で行った。
熱伝導シート(I)の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の50個の黒鉛粒子について見えている方向から、鱗片の長軸方向(面方向)の熱伝導シート表面に対する角度、及び長径を測定したところ、角度の平均値は90度であり、黒鉛粒子の鱗片の面方向は、熱伝導シートの厚み方向に配向していることが認められた。また、長径の平均値は0.25mmであった。
この熱伝導シート(I)のタック強度を測定したところ、20gfと仮固定に十分な値を示した。
この熱伝導シート(I)の片面にアルミニウム箔(20μm厚)をラミネートし、150℃の熱風乾燥機で168時間加熱した後、20〜30℃の場所に1日放置し、熱伝導シート(I)とアルミニウム箔とを引き剥がすと、熱伝導シート(I)の一部がアルミニウム箔に付着残存することなく剥がすことが可能であった。
また、この熱伝導シート(I)の熱抵抗率を測定したところ、0.1℃・cm/Wと良好な値を示し、且つ熱伝導シート(I)のトランジスタとヒートシンクに対する密着性も良好であった。
(実施例2)
室温(25℃)で液状のポリブテン(A)(日油株式会社製、商品名:ニッサンポリブテン200N、40℃における動粘度:14万cSt):3.73g、離型剤(B)として、イソステアリン酸(高級アルコール工業株式会社、商品名:イソステアリン酸EX)0.17g、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)として、アクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/アクリロニトリル/アクリル酸共重合体(共重合質量比:82/10/3/5、ナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−280改2DR、Tg:−39℃、重量平均分子量:53万):4.01g、硬化剤(c)として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製、商品名:YDF−8170C):0.17g、熱伝導性フィラー(D)として、鱗片状の膨張黒鉛粉末(日立化成工業株式会社製、商品名:HGF−L、質量平均径:500μm):9.44gをステンレスカップに入れ、120℃のホットプレート上で、ステンレス匙を用いてよくかき混ぜ、組成物を得た。
組成物全体積に対する各成分の配合比を、前述の計算式を用いて各成分の比重から計算したところ、ポリブテン(A)が27.7体積%、離型剤(B)が1.3体積%、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)が31.1体積%(内、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)が29.8体積%、硬化剤(c)が1.3体積%)、及び熱伝導性フィラー(D)が40.0体積%であった。
以下、実施例1と同様の方法で、縦1cm×横2cm×厚さ0.55mmの熱伝導シート(II)(Tg:−10℃)を得た。
熱伝導シート(II)の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の50個の黒鉛粒子について見えている方向から、鱗片の長軸方向の熱伝導シート表面に対する角度、及び長径を測定したところ、角度の平均値は89度であり、黒鉛粒子の鱗片の面方向は、熱伝導シートの厚み方向に配向していることが認められた。また、長径の平均値は0.23mmであった。
この熱伝導シート(II)のタック強度を測定したところ、16gfと仮固定に十分な値を示した。
実施例1と同様に操作し、この熱伝導シート(II)とアルミニウム箔とを引き剥がすと、熱伝導シート(II)の一部がアルミニウム箔に付着残存することなく剥がすことが可能であった。
また、この熱伝導シート(II)の熱抵抗率を測定したところ、0.12℃・cm/Wと良好な値を示し、且つ熱伝導シート(II)のトランジスタとヒートシンクに対する密着性も良好であった。
(実施例3)
室温(25℃)で液状のポリブテン(A)(日油株式会社製、商品名:ニッサンポリブテン200N、40℃における動粘度:14万cSt):3.49g、離型剤(B)として、パーフルオロアルキルポリエステル(ダイキン工業株式会社、商品名:ダイフリーFB−961)0.41g、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)として、アクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/アクリロニトリル/アクリル酸共重合体(共重合質量比:82/10/3/5、ナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−280改2DR、Tg:−39℃、重量平均分子量:53万):4.01g、硬化剤(c)として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製、商品名:YDF−8170C):0.17g、熱伝導性フィラー(D)として、鱗片状の膨張黒鉛粉末(日立化成工業株式会社製、商品名:HGF−L、質量平均径:500μm):9.44gをステンレスカップに入れ、120℃のホットプレート上で、ステンレス匙を用いてよくかき混ぜ、組成物を得た。
組成物全体積に対する各成分の配合比を、前述の計算式を用いて計算したところ、ポリブテン(A)が25.9体積%、離型剤(B)が3.0体積%、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)が31.1体積%(内、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)が29.8体積%、硬化剤(c)が1.3体積%)、及び熱伝導性フィラー(D)が40.0体積%であった。
以下、実施例1と同様の方法で、縦1cm×横2cm×厚さ0.56mmの熱伝導シート(III)(Tg:−10℃)を得た。
熱伝導シート(III)の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の50個の黒鉛粒子について見えている方向から、鱗片の長軸方向の熱伝導シート表面に対する角度、及び長径を測定したところ、角度の平均値は90度であり、黒鉛粒子の鱗片の面方向は、熱伝導シートの厚み方向に配向していることが認められた。また、長径の平均値は0.26mmであった。
この熱伝導シート(III)のタック強度を測定したところ、18gfと仮固定に十分な値を示した。
実施例1と同様に操作し、この熱伝導シート(III)とアルミニウム箔とを引き剥がすと、熱伝導シート(III)の一部がアルミニウム箔に付着残存することなく剥がすことが可能であった。
また、この熱伝導シート(III)の熱抵抗率を測定したところ、0.09℃・cm/Wと良好な値を示し、且つ熱伝導シート(III)のトランジスタとヒートシンクに対する密着性も良好であった。
(比較例1)
実施例1において、ポリブテン(A)を配合しないこと以外は同様にし、縦1cm×横2cm×厚さ0.60mmの熱伝導シート(IV)(Tg:−10℃)を得た。
熱伝導シート(IV)の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の50個の黒鉛粒子について見えている方向から、鱗片の長軸方向の熱伝導シート表面に対する角度、及び長径を測定したところ、角度の平均値は88度であり、黒鉛粒子の鱗片の面方向は、熱伝導シートの厚み方向に配向していることが認められた。また、長径の平均値は0.22mmであった。
この熱伝導シート(IV)のタック強度を測定したところ、5gfと仮固定には不十分な値を示した。
実施例1と同様に操作し、この熱伝導シート(IV)とアルミニウム箔とを引き剥がすと、熱伝導シート(IV)の一部がアルミニウム箔に付着残存した。
また、この熱伝導シート(IV)の熱抵抗率を測定したところ、0.1℃・cm/Wと良好な値を示し、且つ熱伝導シート(IV)のトランジスタとヒートシンクに対する密着性も良好であった。
(比較例2)
実施例1において、離型剤(B)を配合しないこと以外は同様にし、縦1cm×横2cm×厚さ0.58mmの熱伝導シート(V)(Tg:−10℃)を得た。
熱伝導シート(V)の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の50個の黒鉛粒子について見えている方向から、鱗片の長軸方向の熱伝導シート表面に対する角度、及び長径を測定したところ、角度の平均値は90度であり、黒鉛粒子の鱗片の面方向は、熱伝導シートの厚み方向に配向していることが認められた。また、長径の平均値は0.23mmであった。
この熱伝導シート(V)のタック強度を測定したところ、20gfと仮固定には十分な値を示した。
実施例1と同様に操作し、この熱伝導シート(V)とアルミニウム箔とを引き剥がすと、熱伝導シート(V)の一部がアルミニウム箔に付着残存した。
また、この熱伝導シート(V)の熱抵抗率を測定したところ、0.11℃・cm/Wと良好な値を示し、且つ熱伝導シート(V)のトランジスタとヒートシンクに対する密着性も良好であった。
(比較例3)
実施例1において作製した一次シートを、そのまま熱伝導シート(VI)として評価した。
熱伝導シート(VI)の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の50個の黒鉛粒子について見えている方向から、鱗片の長軸方向の熱伝導シート表面に対する角度、及び長径を測定したところ、角度の平均値は2度であり、黒鉛粒子の鱗片の面方向は、熱伝導シートの面方向に配向していることが認められた。また、長径の平均値は0.23mmであった。
この熱伝導シート(VI)のタック強度を測定したところ、100gfと仮固定には十分な値を示した。
実施例1と同様に操作し、この熱伝導シート(VI)とアルミニウム箔とを引き剥がすと、熱伝導シート(VI)の一部がアルミニウム箔に付着残存した。
また、この熱伝導シート(VI)の熱抵抗率を測定したところ、1.3℃・cm/Wと高い値を示し、熱伝導性に劣っていた。また、熱伝導シート(VI)のトランジスタとヒートシンクに対する密着性は良好であった。
本発明の熱伝導シートは、高いタック性と、長期間使用後の被着体に対する離型性を併せ持ち、また、高い熱伝導性を有するため、放熱用途に好適である。
また、本発明の熱伝導シートにおいて、ポリブテン(A)の40℃における動粘度が2万cSt以上200万cSt以下であること、また、ポリブテン(A)の含有量が5体積%以上50体積%以下の範囲であることにより、更に高いタック性を達成できる。
また、本発明の熱伝導シートにおいて、離型剤(B)が、フッ素含有ポリマー、シリコーン、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、又は高級アルコールのいずれか1種以上を含むことにより、更に高い離型性を達成できる。
また、本発明の熱伝導シートにおいて、熱伝導性フィラー(D)の含有量が25体積%以上75体積%以下の範囲であることにより、また、熱伝導性フィラー(D)が、鱗片状、楕球状、又は棒状の黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子であり、前記黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子における鱗片の面方向、楕球の長軸方向、又は棒の長軸方向が、熱伝導シートの厚み方向に配向していることにより、更に高い熱伝導性を達成できる。

Claims (7)

  1. 20℃以上30℃以下の温度範囲において液状であるポリブテン(A)と、組成物全体に対して1体積%以上含有される離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物の架橋硬化物(C)と、熱伝導性フィラー(D)とを含有する組成物を含む熱伝導シートであって、前記離型剤(B)がフッ素含有ポリマー及び高級脂肪酸からなる群から選択される1種以上を含み、熱伝導シートのガラス転移温度(Tg)が50℃以下であり、前記熱伝導性フィラー(D)の長軸方向が熱伝導シートの厚み方向に配向していることを特徴とする熱伝導シート。
  2. 前記ポリブテン(A)の40℃における動粘度が、2万cSt以上200万cSt以下である、請求項1に記載の熱伝導シート。
  3. 前記ポリブテン(A)を、5体積%以上50体積%以下の範囲で含有する、請求項1又は請求項2記載の熱伝導シート。
  4. 前記熱伝導性フィラー(D)を、25体積%以上75体積%以下の範囲で含有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の熱伝導シート。
  5. 前記熱伝導性フィラー(D)が、鱗片状、楕球状、又は棒状の黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子であり、前記黒鉛粒子及び/又は六方晶窒化ホウ素粒子における鱗片の面方向、楕球の長軸方向、又は棒の長軸方向が、熱伝導シートの厚み方向に配向している、請求項1〜のいずれか一項に記載の熱伝導シート。
  6. 請求項1〜のいずれか一項に記載の熱伝導シートを製造する方法であって、
    ポリブテン(A)と、離型剤(B)と、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)及びその硬化剤(c)と、熱伝導性フィラー(D)とを含有し、前記離型剤(B)がフッ素含有ポリマー及び高級脂肪酸からなる群から選択される1種以上を含む組成物を、前記熱伝導性フィラー(D)の質量平均径の10倍以下の厚みに圧延成形、プレス成形、押出成形、又は塗工し、主たる面に対して平行方向に前記熱伝導性フィラー(D)の長軸方向が配向した一次シートを作製する工程、
    前記一次シートを積層して成形体を得る工程、
    前記成形体を加熱して、前記ポリ(メタ)アクリル酸エステル系高分子化合物(C’)と硬化剤(c)とを反応させる工程、
    前記一次シート面から出る法線に対し、前記成形体を0度以上30度以下の角度範囲でスライスして熱伝導シートを得る工程、
    を有する熱伝導シートの製造方法。
  7. 請求項1〜のいずれか一項に記載の熱伝導シート、又は請求項に記載の製造方法により得られた熱伝導シートを、発熱体と放熱体との間に介在させて成る放熱装置。
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