CN104250447A - 各向异性热传导组合物 - Google Patents

Abstract

本发明的目的之一是提供热传导性和柔软性都优异的各向异性热传导组合物。本发明的各向异性热传导组合物是含有树脂、和分散在所述树脂内部的石墨填料的片状各向异性热传导组合物，将平行于所述石墨填料的基底面的方向的所述石墨填料的最大径的长度定为a，将正交于所述基底面的方向的所述石墨填料的长度定为c时，a/c的平均值在30以上，a的平均值为1μm～300μm；所述石墨填料的含有量为20质量％～40质量％；所述石墨填料的所述基底面与所述片状的各向异性热传导组合物的片的面所成的较小的角度的平均值小于15度。

Description

各向异性热传导组合物

技术领域

本发明涉及热传导性和柔软性优异的各向异性热传导组合物。

背景技术

随着半导体元件集积密度的高度化，对来自搭载了发热的电子部件的安装基板进行散热的对策已经成为重要的探讨课题。作为散热机构，提出了形成连接高温部和低温部的热传导路径的方案。

作为形成前述热传导路径的方案，开发了各式各样的散热片。对于散热片要求其具有一定程度的热传导性、强度和屏蔽性。因此为了提高散热片的热传导性等，探讨了将含有石墨材料的组合物进行片化，进行利用。

例如，专利文献1提出了在热塑性树脂的基质内分散了长宽比为10～20、平均粒径为10～200μm的石墨粒子的热传导组合物。

(专利文献)

(专利文献1)日本专利特开2007－224265号公报。

发明内容

(发明所要解决的课题)

通常，如果增加石墨粒子的含有量，组合物的热传导性得到提高。但是，随着石墨粒子的含有量的增加，组合物的柔软性降低，由组合物所成形的片变脆。

在将组合物所成形的成形体用于电子设备散热的情况下，是夹入物体和物体之间进行使用的，如果成形体的硬度高的话，因成形体的柔软性低，所以不能吸收物体表面的粗糙度，而有空气存在于物体表面，所以热传导率降低。

为此，如专利文献1那样，仅通过将石墨粒子分散在热塑性树脂的基质内以提高组合物的热传导率上存在限制。

鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种热传导性和柔软性都优异的各向异性热传导组合物。

(解决课题的手段)

本发明的各向异性热传导组合物，它是含有树脂、和分散在所述树脂内部的石墨填料的片状各向异性热传导组合物，其特征在于，将平行于所述石墨填料的基底面的方向的所述石墨填料的最大径的长度定为a，将正交于所述基底面的方向的所述石墨填料的长度定为c时，a/c的平均值在30以上，a的平均值为1μm～300μm；所述石墨填料的含有量为20质量％～40质量％；所述石墨填料的所述基底面与所述片状的各向异性热传导组合物的片的面所成的较小的角度的平均值小于15度。

(发明的效果)

通过石墨填料的含有量为20质量％～40质量％的低含有量，以小于15度的角度使石墨填料朝同一方向取向，就能够获得热传导性和柔软性都优异的各向异性热传导组合物。

附图说明

图1是显示鳞片状石墨填料的形状的示意图。

图2是显示本发明的各向异性热传导组合物内的鳞片状石墨填料的取向状态的示意图。

图3是显示评价鳞片状石墨填料的取向状态的方法的示意图。

图4是表示取向度和热传导率的关系的图。

图5是表示石墨含有量和热传导率的关系的图。

图6是效果验证夹具的示意图；(a)是主视图，(b)是侧视图。

符号的说明

11、11a、11b  鳞片状石墨填料

12            树脂

13            各向异性热传导组合物

14            基准线

16            热源

17            测定点

19            冷却部

a  长边

b  短边

c  厚度

具体实施方式

以下，一边参考图面一边对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的各向异性热传导组合物具有树脂以及分散在所述树脂内部的鳞片状石墨填料，使鳞片状石墨填料朝同一方向取向。

＜鳞片状石墨填料的形状＞

鳞片状石墨填料是图1所示的形状。鳞片状石墨填料11具有碳规则地排列的基底面。在图1中，是长边a和短边b所形成的面。与该基底面垂直方向的厚度是厚度c。

长边a是基底面中的石墨填料11的长度的最大值。短边b是与长边a正交的鳞片状石墨填料11的幅宽的最大值。长边a对短边b的比(也可称为长宽比)可为1，此时长边a和短边b具有互换性。鳞片状石墨填料的厚度c如图1所示，是与基底面垂直的方向的最大径。

图2显示了实施方式的各向异性热传导组合物13的立体图。各向异性热传导组合物13含有鳞片状石墨填料11和使鳞片状石墨填料11分散的树脂12。

通过对各向异性热传导组合物13施加剪切力或者压力，鳞片状石墨填料11在与所施加的力平行或者垂直的方向取向。然后通过鳞片状石墨填料11取向，各向异性热传导组合物13在鳞片状石墨填料11取向的方向上显示了大的热传导性。例如，如果对各向异性热传导组合物13进行加压成形，鳞片状石墨填料11的基底面在与加压方向垂直的方向、且在平行于作为加压面的各向异性热传导组合物13的面的方向进行取向，在平行于各向异性热传导组合物13的面的方向上发现了优异的热传导性。

这样的各向异性热传导组合物13，在搭载了发热的电子部件的安装基板等中，适合作为形成连接高温部和低温部的热传导路径的散热片。

＜使用的鳞片状石墨填料11＞

使用的鳞片状石墨填料11较好是例如长边a/厚度c之比在30以上，长边a在1μm以上300μm以下的鳞片状石墨填料。再者，长边a/短边b之比较好在1以上且30以下。

前述形状的鳞片状石墨填料11能够提高粒子间的接触性和热传导性。上述形状为较为理想的例子，但不局限于该形状。

长边a对厚度c之比如果大于30的话，鳞片状石墨填料11之间的接触地方减少，提高热传导性的效果降低。

长边a如果在1μm以下，橡胶内中的取向有可能会变得困难；如果在300μm以上，分散性有可能会降低，长边a/短边b之比如果在30以上，则难以维持橡胶成分内的鳞片状石墨填料11的形状。

鳞片状石墨填料11具有前述特有的形状时，可以认为鳞片状石墨填料11在同一方向取向时，粒子之间接触的概率增高，并且接触地方的粒子之间的接触面积也增大，因此就能够高效形成热传导路径。不是所有的鳞片状石墨填料11的尺寸都要如前所述，任意抽出的20个的鳞片状石墨填料11的尺寸的平均值如前所述就可以。也包括至少一个的鳞片状石墨填料11如前所述的情况。鳞片状石墨填料11的各种尺寸通过使用操作型的显微镜进行测定。

＜鳞片状石墨填料11的制造方法＞

以下就本发明的各向异性热传导组合物的构成要素进行更加详细说明。长边a为1μm以上且300μm以下、a/c比在30以上的鳞片状石墨填料例如可通过粉碎石墨膜获得。

或者，可以将天然石墨加工为长边a为1μm以上且300μm以下、a/c比在30以上的鳞片状。可单独使用1种的鳞片状石墨填料11，也可在长边a/厚度c之比满足上述条件的情况下将多种的鳞片状石墨填料11进行混合使用。

石墨膜可通过在惰性气体流通下在2400℃以上、较好在2600～3000℃的高温下对高分子膜进行烧成，进行石墨化就能够获得。烧成可一阶段进行，也可分二个阶段以上变化各自的温度进行。对于惰性气体无特别限定，较好是氮、氩等的低廉气体。对于烧成时间无特别限定，较好例如2～6小时。

石墨化之前的高分子膜的厚度可根据鳞片状石墨填料11的厚度c进行适当选择，例如可为400μm以下，较好为10～200μm。这是因为：如果高分子膜的厚度为10～200μm，则在高分子膜内可均等加热，并且碳以外的元素容易脱出。

结果能够得到结晶性高的石墨。高分子膜的厚度薄于10μm的情况下，碳以外的元素作为气体脱出时，高分子膜被破坏。高分子膜的厚度厚于200μm的情况下，碳以外的元素变为气体，硬要飞出，结果高分子膜被破坏。

即使使用比较厚的高分子膜作为起始物质的情况下，粉碎石墨膜时，石墨的层间发生剥离，所以能够制得更加薄的鳞片状石墨填料。

在高分子膜厚于400μm的情况下，很难在膜内均等加热，石墨的结晶性降低。如果高分子膜薄于10μm，则会被热处理破坏。

作为高分子膜的材料，较好使用例如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚二唑、聚苯并噻唑、聚苯并二噻唑、聚苯并唑、聚苯并二噻唑、聚对苯基异邻苯二甲酰亚胺(日文：ポリパラフェニレンイソフタルアミド)、聚间苯基苯并咪唑、聚苯基苯并二咪唑、聚噻唑、聚对苯撑乙烯等。将这些材料膜化。

将上述高分子膜热处理来制作鳞片状石墨填料11的方法，最容易得到热传导率高、鳞片状的石墨填料。另外，加工也容易，粒径等形状也容易统一。

对上述方法无特别限定。这些材料可单独使用1种，也可多种组合使用。例如，将各自不同的多种膜进行石墨化，粉碎后，将它们混合；或者也可将多种材料预先复合化或者混合后，膜化，将该膜石墨化进行使用。

通过将制得的石墨膜粉碎处理就能够制得鳞片状石墨填料。对于粉碎方法无特别限定，但较好是使石墨粒子之间产生碰撞的方法、或者物理性地使石墨粒子和高硬度的介质物质进行碰撞的方法。作为这些方法，使用例如球磨法、微磨法(日文：ナノマイザ法)、喷射磨法等。

粉碎的石墨膜的厚度可根据所希望的鳞片状石墨填料的厚度c进行适当选择。

加工天然石墨时，较好进行将天然石墨浸渍在硫酸中后，加热，使石墨层间膨胀的前处理。在进行了这样的处理后，通过施加剪切力给膨胀的石墨，就能够促进层间的剥离，容易制得a/c大的鳞片状填料。

＜关于树脂12＞

对树脂12的成分无特别限定，能够使用各种各样的热塑性树脂或者弹性体。也可使用不具有橡胶弹性的热塑性树脂和具有弹性的弹性体的混合物。

作为热塑性树脂，可使用苯乙烯－丙烯腈共聚物、苯乙烯－马来酸酐共聚物、(甲基)丙烯酸酯－苯乙烯共聚物等的苯乙烯类聚合物；ABS树脂、AES树脂等的橡胶强化树脂；聚乙烯、聚丙烯、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物、乙烯－乙烯醇共聚物、氯化聚乙烯等的烯烃类聚合物；聚氯乙烯、乙烯－氯乙烯聚合物、聚偏氯乙烯等的氯乙烯类聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等的(甲基)丙烯酸酯类聚合物；聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等的酰亚胺类聚合物；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的聚酯类聚合物；聚缩醛、聚碳酸酯、聚芳酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等的氟树脂；聚醚酮、聚醚醚酮等的酮类聚合物；聚砜、聚醚砜等的砜类聚合物；聚氨酯类聚合物；聚乙酸乙烯酯等。

这些树脂可单独使用，也可将2种以上进行组合使用。还可以将这些树脂的多种进行混合使用。

作为弹性体，对此无特别限定，可使用氯丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、天然橡胶、苯乙烯－丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、乙烯－丙烯橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸类橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶等。这些橡胶可单独使用，也可2种以上合用。

＜添加剂＞

本发明的各向异性热传导组合物13除了鳞片状石墨填料11和树脂12以外，可含有各种各样的添加剂。特别是在各向异性热传导组合物13是含有弹性体的橡胶组合物时，使用各种各样的添加剂。

作为橡胶组合物的添加剂，虽然无特别限定，但是使用交联橡胶成分的交联剂、提高橡胶成分的机械强度的炭黑(科琴黑、乙炔黑等)、用于调整橡胶的硬度的适量使用的增塑剂等。根据需要还可在组合物中添加其他的硬脂酸等的硫补充剂、劣化防止剂、油、润滑材料、无机粒子(二氧化硅、氧化铝等)等。

作为交联剂，较好在组合物中适量添加硫类交联剂(加硫剂)、过氧化物等。另外，在使用有机硅橡胶为基质树脂成分时，较好添加有机硅固化用的固化剂(例如，叔胺化合物等)。另外，作为固化促进剂可适量添加氧化锌、活性氧化锌等到组合物中。

作为阻燃剂，可使用有机类阻燃剂、无机类阻燃剂、反应类阻燃剂等。这些阻燃剂可1种单独使用或者2种以上组合使用。作为有机类阻燃剂，可使用溴化环氧类化合物、溴化烷基三嗪化合物、溴化双酚类环氧树脂、溴化双酚类苯氧基树脂、溴化双酚类聚碳酸酯树脂、溴化聚苯乙烯树脂、溴化交联聚苯乙烯树脂、溴化双酚类氰尿酸酯树脂、溴化聚苯醚、十溴二苯醚、四溴双酚Ａ及其低聚物等的卤素类阻燃剂；磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三环己酯、磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸二甲苯基苯基酯、磷酸二甲基乙基酯、磷酸甲基二丁基酯、磷酸乙基二丙基酯、磷酸羟基苯基二苯基酯等的磷酸酯等。

另外，还可使用以各种取代基对上述磷酸酯进行改性后的化合物、各种的缩合型的磷酸酯化合物、含有磷元素和氮元素的磷腈衍生物等的磷类阻燃剂；聚四氟乙烯等。这些可1种单独使用，或者将2种以上组合使用。

作为无机类阻燃剂，可使用氢氧化铝、氧化锑、氢氧化镁、硼酸锌、锆类、钼类、锡酸锌、胍盐、有机硅类、磷腈类化合物等。这些可1种单独使用，或者将2种以上组合使用。

作为反应类阻燃剂，可使用四溴双酚A、二溴苯酚缩水甘油醚、溴化芳香族三嗪、三溴苯酚、四溴邻苯二甲酸酯、四氯邻苯二甲酸酐、二溴新戊二醇、多(五溴苄基聚丙烯酸酯)、氯菌酸(Het acid：海特酸)、氯菌酸酐(海特酸酐)、溴化苯酚缩水甘油醚、二溴甲苯基缩水甘油醚等。这些可1种单独使用，或者2种以上组合使用。

添加剂的量较好是各向异性热传导组合物的全部的30质量％以下。这是因为：通过使添加剂的量为适量，能够保持鳞片状石墨填料和基质树脂的量的平衡，容易维持组合物的良好的热传导性，同时也容易确保成形性和强度。

＜各向异性热传导组合物13的制造方法＞

首先，调制各向异性热传导组合物13。对于调制方法无特别限定，可以将组合物所含的树脂12的成分、鳞片状石墨填料11和根据需要的添加剂分别以适当顺序进行掺合，混练制得。

但是，在使用弹性体(橡胶成分)作为树脂12的成分的情况下，为了不进行混练时的热所产生的橡胶的交联，理想的是：首先进行除橡胶交联剂之外的材料的混练，其后，添加橡胶交联剂再进一步混练。

在混练上述原料时，可使用例如辊混练的方法。通过辊混练法，使组合物通过一对辊之间的空隙，将组合物成形为片。组合物被夹在辊之间，通过间隙时，组合物通过旋转辊受到剪切力，并沿着与该剪切力平行的方向伸长。

此时，随着基质树脂伸长，组合物中分散的鳞片状石墨填料11也在相同的方向取向。其结果达到了在鳞片状石墨填料11的基底面与片的面平行的方向取向的状态。为了提高鳞片状石墨填料11的取向性，较好将片通过多个辊之间。

在以片贴附在一侧辊的状态下由辊之间送出片的情况下，较好将片从辊上剥离，翻里作面之后，再次将其通过辊之间。

在以辊混练法进行组合物的混练之前，也可以用以往的公知的混练装置，例如双轴挤出机、单轴挤出机、可加热的双轴或者单轴的螺旋给料机、组合挤出机(日文：フィーダールーダー)、班伯里混练机、辊式粉碎机等进行预先混练。

然后，将组合物成形为所需厚度的各向异性热传导组合物13。各向异性热传导组合物13的成形方法只要是能够调整各向异性热传导组合物13的厚度的方法，对其无特别限定。但从例如在各向异性热传导组合物13的厚度方向施加足够的压力，在鳞片状石墨填料11的基底面与片的面平行的方向容易取向的点来看，压延成形较为适合。

压延成形是连续将组合物供给至少一对的辊之间，将组合物成形为各向异性热传导组合物13后，以卷取辊将片卷取的方法，适合于连续制造。另外，通过在前阶段在热辊之间进行压延，之后，在冷却辊之间进行压延，就能提高各向异性热传导组合物13的厚度的精度。

也可通过班伯里混练机等的密闭型混练机充分进行组合物的混练后，进行混练后的组合物的挤出成形。在挤出成形中，通过由适合于各向异性热传导组合物13的形状的口模或者模具连续挤出组合物，就形成各向异性热传导组合物13。挤出时，在挤出方向对组合物施加剪切力，由此鳞片状石墨填料11在与各向异性热传导组合物13的面平行的方向取向。也可进一步将挤出成形后的各向异性热传导组合物13在压延辊之间进行压延。

在组合物含有橡胶成分的情况下，根据需要进行加热，进行基于交联剂的反应的交联(硫化)，能获得具有优异的柔软性和强度的片。其后，在与片的面垂直方向裁剪片，可获得所需形状的散热片那样的制品。

在通过压延成形中的热辊之间时，也会提供足够的热能给组合物进行橡胶成分的交联。

＜鳞片状石墨填料的取向性＞

图2示意地示出成形为片的形状的各向异性热传导组合物的内部结构。组合物的各向异性热传导组合物13由树脂12和分散在树脂12中的状态的鳞片状石墨填料11构成。

在以上述方法制得的各向异性热传导组合物13的内部，如图2所示，鳞片状石墨填料以朝着与鳞片状石墨填料的基底面和各向异性热传导组合物13的面平行的方向大致相同的方向的方式进行取向。关于这样鳞片状石墨填料的取向状态，可通过以扫描型电子显微镜对在各向异性热传导组合物13的面垂直方向裁断的断面进行观察，进行确认。

＜取向性评价＞

图3示意地示出图2所示的各向异性热传导组合物13的面的垂直断面。图中的虚线是与片的面平行地任意划出的、为测定鳞片状石墨填料11的取向度的基准线14。

在将鳞片状石墨填料11的下端放置在平行于各向异性热传导组合物13的上下面的基准线14上的情况下，将鳞片状石墨填料11的取向度定为鳞片状石墨填料11和基准线14所成的角中的较小的角。

即，在图3中，与鳞片状石墨填料11a的面平行的方向和基准线14所成的角度θ1为角度θ，鳞片状石墨填料11ｂ的与基准线14所成的角度θ2也为角度θ。此时，角度θ1和角度θ2在左旋转和右旋转上是不同的，但是鳞片状石墨填料11本来就无规则含在各向异性热传导组合物13中，所以左右旋转方向的角度以几乎相同的概率产生。因此，角度θ1和角度θ2的大小如果相同的话，鳞片状石墨填料11a和11b的取向度可被定为相同。

这里，鳞片状石墨填料11的基底面和各向异性热传导组合物13的面所成的角度θ较好为1度～10度。如果角度θ在1度以上，能够充分确保鳞片状石墨填料11之间的在厚度方向的接触点的数量，因此能够获得具有高热传导度的片。

如果将角度θ定为10度以下，鳞片状石墨填料11以在与各向异性热传导组合物13的面平行的方向上的热传导度充分增大的程度进行取向。另外也可抑制片的厚度方向的热传导性。

这里所说的角度θ是20个的鳞片状石墨填料11的平均值。即对于在与片的面垂直的断面上观测的20个的任意选择的鳞片状石墨填料11，分别测定它们的角度θ，求出各值的平均值，但是也包括至少一个的鳞片状石墨填料11在上述角度的情况。

以下根据实施例对本发明进行更加具体说明。但本发明并不限于以下的实施例。

(实施例1－3)

(1)鳞片状石墨填料11的制造

在氩气气氛中在2600℃将厚度25μm的聚酰亚胺膜(东丽杜邦株式会社(東レ·デュポン(株))制、Kapton膜)进行4小时热处理，制得石墨膜。通过喷射磨将所得的石墨膜粉碎15分钟。粉碎时的分级部的旋转数定为7000转。

其结果能够制得具有以下形状的鳞片状石墨填料11。长边a为17μm。长边a/厚度c的比在30以上，长边a为1μm以上且300μm以下。长边a/短边ｂ的比为1以上且20以下。

(2)各向异性热传导组合物13的调制

将所得的鳞片状石墨填料11、EPDM(住友化学工业株式会社(住友化学工业(株))制造、エスプレン)、过氧化物交联剂、硬脂酸进行混合，通过8英寸的双辊混练机对其进行充分混练，调制了各向异性热传导组合物13，同时使组合物中的鳞片状石墨填料11在与面平行的方向上取向。

将制得的各向异性热传导组合物13表示在表1中。再在170℃进行10分钟加热进行硫化。评价结果也一起表示在表1中。

表1

(比较例1－8)

与实施例1－3同样调制各向异性热传导组合物13，在持有表1的取向度的条件下将其成形。

＜取向性的评价＞

实施例所制得的各向异性热传导组合物13内的鳞片状石墨填料11的取向度是通过从对在切断各向异性热传导组合物13后，以扫描型电子显微镜观察切断面而得的观察图像任意画出的水平线而求得的。

＜热传导性的评价＞

测定各实施例和比较例的各向异性热传导组合物13的热扩散率。这里通过热波形分析器(日文：サーモウェブアナライザ)(TA3、株式会社波特儿制造(日文：(株)ベテル製)以周期加热法进行热扩散率α的测定。

将从各向异性热传导组合物13切取30mm×30mm的试样放在试样台上，进行测定。

以频率0.5～3Hz周期性地照射作为温度波的激光到各向异性热传导组合物13上，一边从激光照射部开始到4mm的地点为止变化测定地方，一边读取温度波的相位差。然后，以距离为横轴，以相位差为纵轴，制成曲线图，求出曲线的斜率。使用式1从所得的曲线的斜率求出热扩散率α。

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\πf}}{S^2}$

α  :热扩散率

f  :频率

S  :曲线的斜率

·······(式1)

热传导率λ由下式2求得。

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\ρh}}$

α：热扩散率

λ：热传导率

ρ：密度

h：比热

·······(式2)

将测定实施例、比较例的各向异性热传导组合物13的结果表示在表1中。石墨含有量越高，热传导率存在增高的倾向。因要用作散热用片，所以热传导率必须在6.5W/m·k以上。

＜橡胶硬度＞

将压头(称为压针或试验压头)压入各向异性热传导组合物13的表面使其变形，测定其变形量(压入深度)，并数值化。是使用了硬度计(弹簧式橡胶硬度计)的测定结果。是与JIS、K6253的A型硬度计相同的测定。将实施例和比较例的各向异性热传导组合物13测定的结果表示在表1中。

从表1可知石墨含有量高，则橡胶硬度增高。橡胶硬度增高，则片自身的机械强度也变差。橡胶硬度大大影响接触面的热传导率。石墨含有量在50重量％以上时，橡胶硬度过高，所以石墨含有量必须在40重量％以下。

＜结果的考察＞

图4是关于含有30wt％鳞片状石墨填料11的各向异性热传导组合物13的、横轴为取向度和纵轴为热传导率的图。从图4可确认：通过将取向度保持在10度以内，热传导率上升。在取向度从10度到15度的区间不连续地变化。即使以比10度小的方式进行统一，热传导率也几乎没有改善。这意味着：与面平行的方向已在10度以下，因而可充分进行热传导，即使进一步进行统一，也无效果。由以上可知，取向度必须至少小于15度。

图5是分别关于取向度定在10度以内的各向异性热传导组合物13以及取向度定在30度以内的各向异性热传导组合物13的、横轴为石墨含有量以及纵轴为热传导率的图。由图5可确认：在取向度在30度以内的情况下，石墨含有量不在40wt％以上的话，则不能看到热传导率提高的效果。在取向度在10度以内的情况下，即使在20wt％以上的石墨含有量的区域内也显示了高的热传导率。因此，至少20wt％以上的鳞片状石墨填料11的含有量是必须的。即使是取向度在15度以内的情况，也推定其类似于取向度在10度以内的情况。

因为必需的热传导率为6.5W/m·k，所以由图5可知：鳞片状石墨填料11的含有量必须为22wt％以上。因此，鳞片状石墨填料11的含有量必须至少在20wt％以上，更好为25wt％以上。

＜效率性的评价＞

对于制得的各向异性热传导组合物13是否能够有效输送热，使用简易的效果验证夹具进行验证。图6(a)和图6(b)是显示了效果验证夹具的示意图。图6(a)是主视图，图6(b)是侧视图。

在热源16和冷却部19之间夹住制得的各向异性热传导组合物13，以热电偶测定热源16和各向异性热传导组合物13之间的测定点17的温度。将加热到一定温度的热源16放置在各向异性热传导组合物13上，一定时间后，测定热源16被冷却了多少。

用实施例3的各向异性热传导组合物13和比较例7的各向异性热传导组合物13对效果进行验证时，可确认：实施例3的热传导率与比较例7的试样相比，热传导率低，但显示高冷却效果。明确了：通过减少石墨含有量、减小橡胶硬度，由于各向异性热传导组合物13的柔软性可吸收热源16或冷却部19表面的粗糙度，所以可提高接触面的热传导率，获得高冷却效果。

＜综合结果＞

从上述结果可知：石墨含有量必须在20％以上且40％以下，取向度在10度以下。

在成形为片的形状的各向异性热传导组合物13中，鳞片状石墨填料11的基底面和片的面所成的较小的角度θ较好在1度以上且10度以下。通过使a/c比在10以上的鳞片状石墨填料以角度θ为10度以内的方式进行取向，可形成具有非常高的各向异性热传导特性的成形品。

鳞片状石墨填料在整个各向异性热传导组合物中所占的含有量被控制在20质量％以上且40质量％以下。通过在这样的含有量的范围内，即使添加填料，也可维持基质的特性而获得柔软性优异的成形体。

这样的片在搭载了发热的电子部件的安装基板等中，适合作为形成连接高温部和低温部的热传导路径的散热片。

产业上利用的可能性

本发明的各向异性热传导组合物是柔软的且具有高热传导性的片，适用于进行热传送的用途等。另外，根据这样的性质，能够期待其应用在纤维强化构件、散热构件、相变构件(日文：フェーズチェンジ部材)、闪烁性图案构件、气体阻隔性构件、导电性构件、绝缘性构件、低线膨胀性构件、或者这些构件的制造方法等的用途。

Claims (5)

1.一种各向异性热传导组合物，它是含有树脂、和分散在所述树脂内部的石墨填料的片状各向异性热传导组合物，其特征在于，将平行于所述石墨填料的基底面的方向的所述石墨填料的最大径的长度定为a，将正交于所述基底面的方向的所述石墨填料的长度定为c时，a/c的平均值在30以上，a的平均值为1μm～300μm；

所述石墨填料的含有量为20质量％～40质量％；

所述石墨填料的所述基底面与所述片状的各向异性热传导组合物的片的面所成的较小的角度的平均值小于15度。

2.如权利要求1所述的各向异性热传导组合物，其特征在于，将在平行于所述基底面的方向、且与所述最大径正交的方向上的所述石墨填料的长度定为b时，a/b的平均值为1～20。

3.如权利要求1所述的各向异性热传导组合物，其特征在于，所述石墨填料是将高分子膜进行热处理而得到的石墨填料。

4.如权利要求3所述的各向异性热传导组合物，其特征在于，所述高分子膜的厚度为10μm～400μm。

5.如权利要求3所述的各向异性热传导组合物，其特征在于，所述高分子膜的厚度为10μm～200μm。