CN105899613A - 热传导性片用树脂组合物、热传导性片、树脂覆膜金属、电子装置 - Google Patents

热传导性片用树脂组合物、热传导性片、树脂覆膜金属、电子装置 Download PDF

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Abstract

本申请的发明是容易形成热传导性片的热传导性片用树脂组合物，是可形成厚度方向及面方向的热传导性优异的热传导性片的树脂组合物。本申请的热传导性片用树脂组合物含有：聚氨基甲酸酯水分散粒子；第1填料，其为六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体11；及分散所述聚氨基甲酸酯水分散粒子与所述第1填料的水。通过含有六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体，在所形成的片中，结晶的取向并不限于固定方向，如图1所示，可在厚度(纵)方向与面(水平)方向上具有热传导性。

Description

热传导性片用树脂组合物、热传导性片、树脂覆膜金属、电子装置
技术领域
本发明涉及一种热传导性片用树脂组合物。尤其涉及一种操作容易且容易形成热传导性优异的片的树脂组合物。
背景技术
作为以安装于发热的机械·电气零件上通过散热而降低温度为目的的零件，已知有散热器(heat sink)。多数情况下，散热器中主要使用容易传导热的铝或铜等金属作为材料。
关于一般散热方法，有如下方法：在半导体封装之类的发热体与包含铝或铜的散热器之间夹入树脂制的热传导性片，使发热体与散热器密接，将发热体所产生的热高效率地传递至散热器而进行散热。
为了提高热传导性片的热传导性，有时使片中含有热导率高的无机粒子。尤其在使用粒子形状具有长轴方向的粒子的情形时，存在使粒子的长轴方向沿着热传导性片的厚度方向进行磁场取向，而提高厚度方向的热传导性的情况(例如，参照专利文献1)。
但是，无法提高厚度方向以外的方向的热传导性。
而且，存在如下情况：对如上所述的使粒子的长轴方向沿着厚度方向进行取向的热传导性片反复实施热压，使粒子的朝向沿着与片体面平行的方向(面方向)进行取向，而提高面方向的热传导性(例如，参照专利文献2)。
但是，无法提高面方向以外的方向的热传导性。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2008-280496号公报
[专利文献2]日本专利特开2012-039060号公报
发明内容
发明欲解决的课题
因此，本发明的课题在于提供一种可形成厚度方向及面方向的热传导性优异的热传导性片的热传导性片用树脂组合物。
解决课题的手段
本发明人等人为了解决上述课题而进行了努力研究。结果发现，若使用使六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体、及聚氨基甲酸酯的粒子分散于水中而成的水分散液，则可容易地形成热传导性片，而且所形成的片可在厚度方向及面方向上具有热传导性，从而完成本发明。
本发明的第1实施方式的热传导性片用树脂组合物含有：聚氨基甲酸酯水分散粒子、如图1所示的六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体11即第1填料、及分散上述聚氨基甲酸酯水分散粒子与上述第1填料的水。此处，所谓“聚氨基甲酸酯水分散粒子”意指分散于不溶解聚氨基甲酸酯树脂的分散介质(水性液体或水等)中的作为固体成分的聚氨基甲酸酯树脂，与前文提及的聚氨基甲酸酯的粒子含义相同。另外，所谓“结晶凝聚而成的凝聚体”是指多个结晶集合成块的。凝聚体的形状并无特别限定，例如可为圆如雪球状的、球状、大致球状、扁球状，另外，也可为如橄榄球的形状。除此以外，也可为如巧克力脆片(chocolate flakes)或沙漠玫瑰(Desert Rose，矿物结晶)、蓑蛾的袋状巢那样的其他形状。
若以上述方式构成，则由于热传导性片用树脂组合物为水性，故而涂布或搬运等操作变得容易。另外，通过涂布后进行干燥(去除水分)，可容易地制膜。而且，由于树脂组合物以聚氨基甲酸酯作为基质，故而与以丙烯酸树脂或丙烯酸硅酮作为基质的树脂组合物相比，所形成的热传导性片可成为对金属表面等的密接性或耐热性优异，延展性高的片。另外，不会产生在以硅酮系作为基质的情形时所担忧的由低分子硅氧烷引起的污染。而且，由于树脂组合物所含有的六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体，在所形成的片中，结晶的取向并不限于固定方向，如图1所示，可在厚度(纵)方向与面(水平)方向上具有热传导性。
本发明的第2实施方式的热传导性片用树脂组合物是在上述本发明的第1实施方式的热传导性片用树脂组合物中，构成上述聚氨基甲酸酯水分散粒子的材料是选自由聚碳酸酯聚氨基甲酸酯、聚酯聚氨基甲酸酯、脂肪族聚氨基甲酸酯、脂肪酸改性聚氨基甲酸酯、芳香族聚氨基甲酸酯、聚醚聚氨基甲酸酯所组成的族群中的至少一种。
若以上述方式构成，则成为可形成聚氨基甲酸酯的特性特别优异的热传导性片的热传导性片用树脂组合物。
本发明的第3实施方式的热传导性片用树脂组合物是在上述本发明的第1实施方式或第2实施方式的热传导性片用树脂组合物中，上述第1填料为六方晶系的氮化硼。
若以上述方式构成，则由热传导性片用树脂组合物所形成的片可因氮化硼的凝聚体11而具有高热传导性。
本发明的第4实施方式的热传导性片用树脂组合物是在上述本发明的第1实施方式～第3实施方式中的任一实施方式的热传导性片用树脂组合物中，相对于上述聚氨基甲酸酯水分散粒子100重量份，而含有5重量份～150重量份的上述第1填料。
若以上述方式构成，则可使第1填料的含量成为适量。
本发明的第5实施方式的热传导性片用树脂组合物是在上述本发明的第1实施方式～第4实施方式中的任一实施方式的热传导性片用树脂组合物中，上述第1填料为粉末，上述第1填料的平均粒径为0.5μm～150μm。
若以上述方式构成，则由于第1填料的平均粒径为0.5μm以上，故而由热传导性片用树脂组合物所形成的片可具有充分的热传导性。另外，由于第1填料的平均粒径为150μm以下，故而在片的表面不会产生凹凸。
本发明的第6实施方式的热传导性片用树脂组合物是在上述本发明的第1实施方式～第5实施方式中的任一实施方式的热传导性片用树脂组合物中，还含有选自由氮化硼、堇青石(cordierite)、莫来石(mullite)、氧化硅、氧化铝、氧化锌及石墨所组成的族群中的至少一种第2填料。
若以上述方式构成，则可进一步提高由热传导性片用树脂组合物所形成的片的热传导性。
本发明的第7实施方式的热传导性片是将上述本发明的第1实施方式～第6实施方式中的任一实施方式的热传导性片用树脂组合物干燥而获得。
若以上述方式构成，则可容易地形成热传导性、耐热性及密接性优异的热传导性片。
本发明的第8实施方式的热传导性片是在上述本发明的第7实施方式的热传导性片中，表面温度为50℃下的ASKER C硬度为25～80。此外，所谓ASKER C硬度意指利用C型硬度计所测得的硬度，测定方法是依照财团法人日本橡胶协会标准基准SRIS 0101。此外，虽然SRIS 0101现在为废止基准，但通常根据SRIS 0101的记载可确定测定方法。
若以上述方式构成，则例如在由金属性发热构件与金属性散热构件夹住热传导性片的情形时，片会追随两金属的凹凸而密接，可高效率地传导发热构件产生的热，而传递至散热构件。
本发明的第9实施方式的热传导性片是在上述本发明的第7实施方式或第8实施方式的热传导性片中，厚度为5μm～500μm。
若以上述方式构成，则尤其在电子学领域可作为热传导性片而使用。
本发明的第10实施方式的树脂覆膜金属例如如图4所示，具备上述本发明的第7实施方式～第9实施方式中的任一实施方式的热传导性片1、及由上述热传导性片所覆膜的金属零件21。
若以上述方式构成，则可使金属零件介隔热传导性片而与其他金属密接。
本发明的第11实施方式的电子装置例如如图4所示，具备上述本发明的第10实施方式的树脂覆膜金属、及具有发热部的电子元件22，并且上述树脂覆膜金属的热传导性片1以与上述发热部接触的方式配置于上述电子元件22。
若以上述方式构成，则可将电子元件所产生的热高效率地传递至金属制散热构件等，而提高电子元件的散热效果。
发明的效果
本发明的热传导性片用树脂组合物由于分散介质为水(或水性液体等)，故而操作容易。所述树脂组合物通过进行涂布并干燥(去除水分)，可容易地形成热传导性片。而且，所形成的热传导性片在热传导性、耐热性及密接性方面优异。尤其是由于热传导性片含有六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体，故而结晶的取向并不限于固定方向，热传导性片可在厚度方向与面方向上具有热传导性。
附图说明
图1是本发明的第2实施方式的热传导性片1的截面示意图。
图2是含有鳞片状氮化硼作为填料的热传导性片的截面示意图。
图3是表示本发明的热传导性片的制造步骤的流程图。
图4是表示本发明的第2实施方式的热传导性片1的使用例的图。
具体实施方式
本申请基于2014年1月8日在日本提出申请的日本专利特愿2014-001985号，其内容作为本申请的内容而形成其一部分。本发明通过以下的详细说明可进一步完全理解。本发明的进一步的应用范围通过以下的详细说明而变得明确。然而，详细说明及特定的实例为本发明理想的实施方式，仅为了进行说明而记载。其原因在于，根据所述详细说明，本领域技术人员明了各种变更、改变为本发明的精神与范围内。申请人无意向公众提供所记载的任一实施方式，改变案、替代案中，文字表述上可能不包含在权利要求书内的内容在均等理论下也为发明的一部分。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，对各图中彼此相同或相当的部分标注相同或类似的符号，并省略重复的说明。另外，本发明并不限于以下的实施方式。
《热传导性片用树脂组合物》
本发明的第1实施方式的热传导性片用树脂组合物含有聚氨基甲酸酯水分散粒子、六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体11即第1填料、及分散上述聚氨基甲酸酯水分散粒子与上述第1填料的水。即，所谓热传导性片用树脂组合物是含有可分散于水中(或水性液体中)的聚氨基甲酸酯水分散粒子、及作为第1填料的六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体的水分散液。
《聚氨基甲酸酯水分散粒子》
聚氨基甲酸酯水分散粒子可列举选自由聚碳酸酯聚氨基甲酸酯、聚酯聚氨基甲酸酯、脂肪族聚氨基甲酸酯、脂肪酸改性聚氨基甲酸酯、芳香族聚氨基甲酸酯、聚醚聚氨基甲酸酯所组成的族群中的至少一种粒子。
聚氨基甲酸酯由于耐热性、及与金属等的密接性优异，故而优选，上述聚氨基甲酸酯由于可形成耐热性/密接性尤其优异的热传导性片，故而优选。这些中，最优选为聚酯聚氨基甲酸酯。由聚酯聚氨基甲酸酯所形成的热传导性片在柔软性方面优异，制膜后表现出粘性，因此会追随金属等的表面的凹凸，具有密接性尤其优异的优点。
上述聚氨基甲酸酯可使用单一种类，也可混合多种而使用。
聚氨基甲酸酯水分散粒子的平均粒径优选为10nm～500nm。更优选为10nm～100nm。若平均粒径为10nm以上，则不易引起水中的凝聚。另外，若为500nm以下，则可实现水中的分散。
此外，在本说明书中，所谓平均粒径是基于通过激光衍射、散射法所进行的粒度分布测定。即，利用根据夫琅禾费(Fraunhofer)衍射理论及米氏(Mie)散射理论的分析，通过湿式法，根据某粒径将粉体分成2部分时，以粒径较大侧与粒径较小侧成为等量(体积基准)的粒径作为中值粒径。
《第1填料》
第1填料优选为多个结晶集合成为凝聚体(块)而存在的。凝聚可为化学性凝聚，也可为物理性凝聚，只要制膜后树脂中的填料通过结晶的无规取向而可向多方向表现出热传导性即可。
构成凝聚体的各结晶的形状只要为对无规取向有利的形状即可，例如优选为鳞片状、板状、椭球状或棒状等非球状。
作为第1填料，可列举氮化硼、氮化硅、氮化铝等。其中，就热传导性优异的方面而言，优选为作为六方晶系氮化物的氮化硼。
以氮化硼为例对使用凝聚体作为第1填料的理由进行说明。
氮化硼具有鳞片状的结晶结构，其鳞片状的结晶以互相重叠并沿着固定方向取向的状态存在。因此，氮化硼的热传导性在鳞片状的结晶的长轴方向上优异，但在与长轴方向垂直的方向上差。即，含有氮化硼的热传导性片具有在结晶的长轴方向上优异的热传导性。例如，如图2所示的热传导性片2中，鳞片状的结晶13沿着面方向(水平方向)进行取向，面方向的热导率变大，但厚度方向(垂直方向)的热导率变小。
本申请的热传导性片用树脂组合物是六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体，含有结晶的取向无规的凝聚体。因此，构成凝聚体的结晶的长轴方向富于多样性，而确保朝向全部方向的热传导性。认为若将热传导性片用树脂组合物干燥(去除水分)而固化，则所形成的片可在面方向与厚度方向上具有热传导性。
第1填料优选为粉末、膏、线状等。尤其就在水分散液即树脂组合物中可获得均匀状态的方面而言，优选为以粉末的形式混合至树脂组合物中。在为粉末的情形时，其平均粒径例如优选为0.5μm～150μm。更优选为15μm～100μm。若为0.5μm以上，则树脂组合物的粘度不会变得过高，涂布步骤的作业性良好。另外，也不存在由树脂组合物所形成的热传导性片的热导率变差的情况。若为150μm以下，则不存在由树脂组合物所形成的热传导性片的表面产生凹凸的情况。另外，不存在填料的沉降快而树脂组合物的保存稳定性变差的情况。此外，上述数值是例示，第1填料的粒径未必为上述范围。根据热传导性片的厚度，与片的厚度相同或者稍小于片厚度时热传递率成为最高，故而优选。
而且，若使第1填料的平均粒径大于聚氨基甲酸酯水分散粒子的平均粒径，则填料彼此变得容易接触，热传导性得到提高，故而优选。
《第2填料》
也可以追加至第1填料中的形式添加第2填料。作为第2填料，优选为选自由氮化硼、堇青石、莫来石、氧化硅、氧化铝、氧化锌、及石墨所组成的族群中的至少一种。尤其是氮化硼、堇青石、莫来石、氧化铝、石墨可进一步提高由树脂组合物所形成的热传导性片的热传导性，故而优选。氧化硅可赋予触变性，且可调节树脂组合物的粘度，具有防止滴液的效果，故而优选。氧化铝在其粒径大的情形时，处于氧化铝粒子间的氮化物的凝聚难以破坏(可防止结晶片变得混乱)，故而优选。氧化锌在分散性方面优异，可进一步打乱第1填料的结晶取向，故而优选。
此外，在本说明书中，作为第2填料的氮化硼为鳞片状，是指未形成凝聚体的。形成凝聚体的氮化硼为第1填料。
第2填料的形状也优选为粉末、膏、线状等。尤其就在水分散液即树脂组合物中可获得均匀状态的方面而言，优选为以粉末的形式混合于树脂组合物中。在为粉末的情形时，其平均粒径例如优选为0.01μm～150μm。更优选为0.05μm～100μm。若为0.01μm以上，则树脂组合物的粘度不会变得过高，涂布步骤的作业性良好。另外，也不存在热导率变差的情况。若为150μm以下，则不存在由树脂组合物所形成的热传导性片的表面产生凹凸的情况。另外，不存在填料的沉降快而树脂组合物的保存稳定性变差的情况。
而且，若使第2填料的平均粒径大于聚氨基甲酸酯水分散粒子的平均粒径，则填料彼此变得容易接触，热传导性得以提高，故而优选。
另外，在第2填料为球状粒子的情形时，若使第2填料的平均粒径小于第1填料的平均粒径，则第2填料可进入作为凝聚体的第1填料的间隙，而可提高热传导性，故而优选。
尤其是在以着色用途添加第2填料的情形时，若使用平均粒径小于第1填料的粒子，则容易均匀地分散，且不会阻碍第1填料彼此的接触，因此不会损及热传导性，故而优选。
若相对于聚氨基甲酸酯水分散粒子100重量份而混合5重量份～150重量份的第1填料，则可获得良好的热传导效果。若考虑涂布热传导性片用树脂组合物的步骤的作业效率，则第1填料优选为相对于聚氨基甲酸酯水分散粒子100重量份而为10重量份～150重量份。若第1填料为5重量份以上，则可充分获得填料的热传导特性。另外，若为150重量份以下，则不存在树脂组合物的粘度过度增大而损及操作性的情况，也不会产生填料在树脂组合物中发生凝聚等问题。而且，可避免制膜后因聚氨基甲酸酯树脂过少，导致填料彼此的接着弱，所形成的热传导性片产生龟裂的情况。另外，也不会产生热传导性片变得过硬而损及对金属表面等的追随性等问题。
此外，填料的总量如上所述，相对于聚氨基甲酸酯水分散粒子100重量份而为5重量份～150重量份。在追加第2填料的情形时，第2填料优选为相对于第1填料100重量份而为1重量份～100重量份。
若为上述范围，则不存在填料自分散介质干燥后残留的固体层突出的情况，而可以埋入至所述聚氨基甲酸酯树脂的层中的状态获得热传导性片。
《添加剂》
在热传导性片用树脂组合物中可进一步添加分散剂/消泡剂/着色颜料/硅烷偶合剂作为添加剂。
分散剂是使用含羟基的羧酸酯、长链聚氨基酰胺与高分子量酸酯的盐、高分子量多羧酸的盐、长链聚氨基酰胺与极性酸酯的盐、高分子量不饱和酸酯、高分子共聚物、改性脲、改性聚氨基甲酸酯、改性聚丙烯酸酯、聚醚酯型阴离子系活性剂、萘磺酸福马林缩合物盐、芳香族磺酸福马林缩合物盐、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯单烷基醚、硬脂胺乙酸酯。通过相对于填料100重量份，添加1重量份～35重量份而使用，可防止填料的凝聚，并且可提高热传导性片用树脂组合物的保存稳定性。
消泡剂可列举硅酮系消泡剂、改性硅酮系消泡剂、氧化硅系消泡剂、蜡、聚硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、破泡性聚合物、石蜡系油、破泡性脂肪族衍生物等。通过相对于热传导性片用树脂组合物100重量份而添加0.01重量份～5重量份，而显示出消泡性，提高树脂组合物的涂布步骤的作业性。
着色颜料可使用有机系颜料与无机颜料。优选为无机系颜料。
硅烷偶合剂是使用市售的偶合剂。其中，优选为JNC股份有限公司制造的硅烷偶合剂塞拉艾斯(Sila-Ace)(注册商标)(S330、S510、S520、S530)。通过相对于聚氨基甲酸酯水分散粒子100重量份，添加1重量份～10重量份而使用，可提高金属板与由热传导性片用树脂组合物所形成的片的密接性。
热传导性片用树脂组合物的制备是向含有聚氨基甲酸酯水分散粒子的水的分散液(dispersion liquid)中添加第1填料(视需要进一步添加第2填料)的粉末，使用自转公转搅拌机等搅拌机进行搅拌、脱泡，进行混合直至消除填料凝聚的程度(图3、S01)。例如，使用球磨机而分散、粉碎3小时左右后，使用自转公转搅拌机，以转速2200rpm进行脱泡20分钟。
在混合时，也可视需要添加分散剂等添加剂，也可添加第2填料，根据涂布方法而调整热传导性片用树脂组合物的粘度。为了有助于聚氨基甲酸酯水分散粒子在水中的分散，可进一步添加1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或二醇类等少量的有机溶剂而混合。
如以上所述，本申请的热传导性片用树脂组合物由于使用水作为分散介质，故而与使用有机溶剂等的涂料等相比，操作变得容易，且搬运等也变得容易。而且，还可成为VOC(Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物)对策。另外，本申请的热传导性片用树脂组合物由于分散介质为水，故而也可用于可溶于有机溶剂的树脂表面等。本申请的热传导性片用树脂组合物通过涂布后进行干燥，可容易地形成具有热传导性的热传导性片。
《热传导性片》
如图1所示的本发明的第2实施方式的热传导性片是将由本发明的第1实施方式的热传导性片用树脂组合物所形成的树脂制成片状而获得。所述热传导性片可通过将所述树脂组合物涂布后进行干燥而容易地获得。
涂布热传导性片用树脂组合物的方法(图2、S02)优选为使用将水分散液均匀地涂布的湿式涂布法。湿式涂布法中，优选为在制作少量的情形时可实现简便且均质的制膜的旋转涂布法。在重视生产性的情形时，优选为凹版涂布法、模嘴涂布法、棒式涂布法、反向涂布法、辊式涂布法、狭缝式涂布法、浸渍法、喷涂法、接触涂布法、反向接触涂布法、气刀涂布法、淋幕式涂布法、杆式涂布法等。湿式涂布法可根据所需的膜厚、粘度或干燥条件等而自这些方法中适当选择。
此外，优选为以干燥后的片的厚度成为5μm～500μm的方式涂布热传导性片用树脂组合物。更优选为50μm～300μm。若为5μm以上，则膜厚越厚，对金属表面等的凹凸的追随越优异，越可获得充分的密接性。若为500μm以下，则膜厚越薄，热传递率越大。因此，可根据用途而选择适宜的膜厚。
涂布后，将涂膜干燥而去除水分，使热传导性片用树脂组合物固化而形成片(图3、S03)。干燥可为常温下的自然干燥、吹送来自干燥机等的热风，除此以外，也可利用干燥炉等机械进行加热干燥。关于干燥，将水分去除至树脂组合物失去流动性的程度即可。
50℃下的将热传导性片用树脂组合物干燥而获得的热传导性片(将含有聚氨基甲酸酯水分散粒子、填料及水等的分散液干燥而获得的固体成分)的硬度优选为ASKER C硬度25～80。更优选为在50℃下为ASKER C硬度40～80。进而优选为在50℃下为ASKER C硬度40～80，且在25℃下为ASKER C硬度50以上。若热传导性片在25℃下的硬度为ASKER C硬度50以上，则可维持所形成的热传导性片的强度，因此处理性变得更良好，分散液的干燥性优异。若在50℃下为ASKER C硬度80以下，则通过适度的柔软性，可获得龟裂的防止效果、及对金属表面等的凹凸的追随性。此外，关于测定，考虑到由温度引起的硬度的变化(处理性的差异)，不仅测定50℃下的硬度，而且一并测定室温(25℃)下的硬度。
所形成的热传导性片(固体成分)含有具有高热传导性的六方晶系氮化物。因此，若将所形成的片配置于散热器等热导率高的金属零件与具有发热部的电子元件等之间，则可将发热部所产生的热在片内高效率地传导而向金属零件传递。
而且，所形成的热传导性片含有聚氨基甲酸酯树脂。因此，耐热性优异，5％的质量损失温度为270℃以上。对金属表面的密接性也优异，因此片追随金属零件与电子元件的表面的凹凸，可使金属零件与电子元件密接。另外，延展性也优异，因此还可实现涂装后的加工。
如上所述，由本申请的热传导性片用树脂组合物所形成的片作为热传导膜而发挥功能。因此，形成热传导性片后，如图4所示，可采用将其利用作为散热构件(散热器等)而发挥功能的金属零件21与电子元件22夹住的构成。或者，本申请的热传导性片用树脂组合物由于是水性的分散液，且容易制膜，故而也可直接涂布于金属零件21上并将其干燥而制膜。制膜后，以热传导性片1与电子元件22直接接触的方式进行配置即可。
成为涂布对象的金属并无特别限定，可例示铜、铁、镁、铝、及这些金属的合金。这些金属的热导率高，故而尤其优选。
具体而言，如图4所示，金属零件21可为散热器之类的现有的金属制散热构件。在图4中，在散热器与电子元件22之间配置有热传导性片1。
此外，制膜有热传导性片的金属零件(树脂覆膜金属)是使用接着剂而接着于电子元件22。接着剂优选为丙烯酸系、硅酮系、或环氧系的接着剂。或者，也可使用固定螺丝或扣环等将树脂覆膜金属固定于电子元件22。即，只要为可使树脂覆膜金属密接于电子元件22并固定的即可。
金属零件21可为金属板(板状)，也可为具有金属板的树脂覆膜金属。另外，电子元件22可为智能手机或个人计算机(PC，personal computer)等机器的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)或电池等自身会发热的器具、机械等。
本发明的热传导性片用树脂组合物是含有聚氨基甲酸酯水分散粒子、六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体即第1填料、及水的分散液。因此，操作容易，可容易地形成热传导性、耐热性及密接性优异的热传导性片。
[实施例]
以下，使用实施例对本发明进行详细说明。但是，本发明并不限定于以下的实施例所记载的内容。
本发明的实施例所使用的构成热传导性片的成分材料如下所述。
＜水性氨基甲酸酯树脂分散(dispersion)液＞
·聚酯-聚氨基甲酸酯树脂分散液：
PESU1：住化拜耳聚氨酯(Sumika Bayer Urethane)股份有限公司，(商品名)英帕尼尔(Impranil)DLP-R
PESU2：住化拜耳聚氨酯股份有限公司，(商品名)拜黑卓(Bayhydrol)UH650
·聚碳酸酯-聚氨基甲酸酯树脂分散液：
PCU1：住化拜耳聚氨酯股份有限公司，(商品名)拜黑卓(Bayhydrol)UH2606
·聚酯-聚碳酸酯-聚氨基甲酸酯树脂分散液：
PECU1：住化拜耳聚氨酯股份有限公司，(商品名)拜黑卓(Bayhydrol)UHXP2648
(英帕尼尔(Impranil)及拜黑卓(Bayhydrol)是注册商标)
表1表示水性氨基甲酸酯树脂分散液及氨基甲酸酯树脂膜的特性。
[表1]
表1水件氧基甲酸酯树脂分散液及氧基甲酸酯树脂膜的特件
＜填料＞
·氮化硼：迈图高新材料日本有限公司(Momentive Performance MaterialsJapan LLC)，PTX25(凝聚体状，平均粒径25μm)、PT120(鳞片状，平均粒径12μm)
·合成堇青石：丸须釉药合资公司，(商品名)SS-1000(平均粒径1.7μm)
·电熔莫来石：太平洋蓝登(Pacific Rundum)股份有限公司，70M(商品名)325F
·二氧化硅(氧化硅)：富士硅(Fuji Silysia)股份有限公司，(商品名)赛立西亚(Sylysia)
·氧化铝(alumina)：昭和电工股份有限公司，(商品名)AL-47H
·氧化锌：阿姆特克(Amtec)股份有限公司，(商品名)帕那特拉(Panatetra)WZ-05B1
·石墨：日本石墨工业股份有限公司，(商品名)鳞状石墨粉末F#2
＜添加剂＞
·消泡剂：毕克化学日本(BYK-Chemie Japan)股份有限公司，(商品名)BYK-1710
＜比较片＞
·热传导两面接着片：艾耐克斯(Ainex)股份有限公司，(商品名)艾耐克斯(Ainex)HT-05
·热传导接着剂转印胶带：住友3M股份有限公司，(商品名)No.9890
表2表示比较片的膜厚实测值。
[表2]
表2比较片的膜厚实测值
商品名 实测值(μm)
热传导两面粘着片HT-05 280
热传导接着剂转印胶带No.9890 250
＜粒度分布的测定法＞
各粒子的平均粒径(中值粒径)的测定是使用堀场制作所制造的激光衍射散射式粒度分布测定装置LA-950V2进行测定。即，利用根据夫琅禾费衍射理论及米氏散射理论的分析，通过湿式法进行测定，根据某个粒径将粉体分成2部分时，以粒径较大侧与粒径较小侧成为等量(体积基准)的粒径作为中值粒径。测定为湿式法，即在纯水中添加少量(一耳挖勺程度)测定试样后，在超声波清洗机中处理3分钟，并使用分散有试样的溶液。测定时的浆料的浓度是以激光的透射率达到80％的方式制备。
＜试样制作＞
使用球磨机，将水性氮基甲酸酯树脂分散液及填料的粉末与φ5mm氧化锆球500g搅拌3小时后，除去氧化锆球，使用自转公转搅拌机(新基(Thinky)股份有限公司制造，消泡练太郎，ARE-250)，以转速2200rpm进行脱泡20分钟，由此制备以下的热传导性片用树脂组合物。
《实施例1》
将PESU1、BYK-1710及平均粒径25μm的凝聚体状氮化硼(PTX25)分别称量100重量份、0.06重量份、21.4重量份，利用球磨机进行搅拌，而制成实施例1的试样。
《实施例2》
除了水性聚氨基甲酸酯树脂分散液的种类不同以外，以与实施例1相同的方式制成实施例2的试样。
《实施例3、实施例4》
除了水性聚氨基甲酸酯树脂分散液的种类与填料的量不同以外，以与实施例1相同的方式制成实施例3、实施例4的试样。
《实施例5》
除了填料的量不同以外，以与实施例1相同的方式制成实施例5的试样。
《比较例1、比较例2》
除了填料的种类不同以外，以与实施例1相同的方式制成比较例1、比较例2的试样。
表3表示各试样的成分比例。
[表3]
表3各试样的成分比例
《比较例3》
作为比较片，使用热传导两面粘着片(艾耐克斯(Ainex)股份有限公司，(商品名)艾耐克斯(Ainex)HT-05)。
《比较例4》
作为比较片，使用热传导接着剂转印胶带(住友3M股份有限公司，(商品名)No.9890)。
《实施例6～实施例12》
为了调整粘度或提高热传导性能，除了作为第1填料的平均粒径25μm凝聚体状氮化硼(PTX25)以外，还添加第2填料。将水性聚氨基甲酸酯树脂分散液、BYK-1710及填料的添加量的比例示于以下。试样的制作顺序与实施例1相同。
表4表示各试样的成分比例。
[表4]
表4各试样的成分比例
《实施例13》
将实施例1所使用的试样(热传导性片用树脂组合物)直接涂布于发热构件即发光二极管(LED，Light Emitting Diode)上并进行干燥，以如下所示的方式制作以所形成的热传导性片作为散热构件的附散热构件LED，而作为实施例13。
[实施例A]
在实施例A中示出关于热传导性的评价。
＜热传导性片的制备＞
使用敷料器，将实施例1～实施例12及比较例1、比较例2的试样(热传导性片用树脂组合物)涂布于特氟龙(Teflon)(注册商标)片上，在60℃的热板上干燥3小时。以各个实施例制膜后成为约250μm或约200μm的方式调整敷料器的间隙。膜厚是使用尼康(Nikon)公司制造的蒂吉麦克罗(DIGIMICRO)FM-501进行测定。
将经干燥的树脂组合物自特氟龙(注册商标)片剥离而作为实施例1～实施例12及比较例1、比较例2的热传导性片。
＜附散热构件LED的制备＞
在LED(光谷(OptoSupply)公司，10W白色LED OSW4XAHAE1E)的背面侧涂布实施例1的试样(热传导性片用树脂组合物)，并将其干燥。以成为约250μm的方式对经干燥的涂膜进行调整，而制成实施例13的附散热构件LED。
＜热传导性的评价＞
在实施例1～实施例12及比较例1～比较例4中，在铝制散热鳍片(阿尔法(Alpha)股份有限公司，S08CZK02)的背面侧与LED(光谷公司，10W白色LED OSW4XAHAE1E)之间插入切成大小与LED封装相同的热传导性片或比较片，以散热器与片密接且片与LED密接的方式将LED螺固于散热器上。在实施例13中，以附散热构件LED的散热构件部位密接于散热器的方式螺固LED。在LED的封装表面安装热电偶(理化工业股份有限公司，ST-50)，使用数据记录器，利用个人计算机记录其温度。将安装有所述散热器的LED静置于设定为40℃的恒温槽中央，确认LED的温度在40℃下变得恒定后，使用直流稳定化电源对LED施加10V电压，对LED封装的表面的温度变化进行测定。
使用实施例1～实施例5及比较例1～比较例2的热传导性片或比较例3～比较例4的比较片，对其热传导性进行评价。将使用各片的情形时的LED封装的表面温度示于表5。
[表5]
表5 LED封装的表面温度
根据表5所示的结果得知，由本发明的热传导性片用树脂组合物所形成的含有氮化硼的实施例1～实施例5的热传导性片维持了优异的散热效果。例如，若将实施例1与比较例2～比较例4的热传导性试验结果加以比较，则得知含有聚氨基甲酸酯与氮化硼的实施例1的热传导性片具有优异的散热效果。另外，根据实施例1与比较例1的热传导性试验结果，得知凝聚体状的氮化硼填料优于鳞片状的氮化硼。而且，根据实施例1与实施例5的热传导性试验结果得知，优选为凝聚体状的氮化硼的含有比例较高。
使用实施例6～实施例12的热传导性片，对其热传导性进行评价。将使用各片的情形时的LED封装的表面温度示于表6。
[表6]
表6 LED封装的表面温度
根据表6所示的结果得知，由本发明的热传导性片用树脂组合物所形成的含有氮化硼与第2填料的实施例6～实施例12的热传导性片维持有优异的散热效果。另外，根据实施例8及实施例11，认为因存在球状氮化硼的凝聚体，第2填料即鳞片状的氮化硼及石墨的取向被打乱，热传导性提高，故而优选。而且，根据实施例12，通过对第2填料使用氧化锌，可促进填料的分散，进一步打乱第1填料即氮化硼的取向，故而优选。
使用实施例13的附散热构件LED，对其热传导性进行评价。将LED封装的表面温度示于表7。
[表7]
表7 LED封装的表面温度
若与实施例1进行比较，则得知虽然实施例13中本发明的热传导性片用树脂组合物的组成及膜厚相同，但LED封装的表面温度下降。其原因在于：通过对欲冷却的发热构件直接涂布热传导性片用树脂组合物并干燥而进行制膜，空气等也不会进入发热构件与热传导性树脂组合物之间，膜以已追随发热构件的凹凸的状态所形成，而可制作出更密接的状态。另外，即便在对散热器等散热零件涂布热传导性片用树脂组合物并干燥而进行制膜的情形时，也可获得同样的效果。而且，通过对构件直接涂布热传导性片用树脂组合物而进行制膜，即便减小热传导性片的膜厚，处理性也不会变差，故而优选。
[实施例B]
在实施例B中示出关于所制作的热传导性片的膜物性的评价。
＜硬度的评价＞
切取实施例1～实施例4的热传导性片及比较例4的比较片，使用橡胶-塑料硬度计GS-701N(得乐(Teclock)股份有限公司制造)，对硬度进行测定。测定方法是依据SRIS 0101。将各片的硬度示于表8。此外，温度为50℃时的测定是使用设置于设定为52℃的热板上的片，进行与通常测定相同的操作。
[表8]
表8硬度
若将实施例1～实施例4与比较例4进行比较，则实施例在温度为25℃时的硬度较大，处理性良好，故而优选。实施例1及实施例2与实施例3相比，在温度为25℃时或50℃时硬度均较小，均可追随基材等，故而优选。实施例4与实施例3相比，在温度为50℃时硬度较小，可追随基材等，故而优选。另外，实施例4与实施例1及实施例2相比，在25℃时的硬度较大，处理性良好，故而优选。
针对本说明书中所引用的包括刊物、专利申请及专利在内的全部文献，以等同于具体揭示、参照各文献而并入本文的限度，且以等同于在本文中叙述其全部内容的限度，参照这些文献而并入本文中。
与本发明的说明相关(尤其是与以下的权利要求相关)而使用的名词及同样的指示语的使用只要在本说明书中并未特别指明，或者未与上下文明显矛盾，则可解释为涉及单数及复数两方面。语句“具备”、“具有”、“含有”及“包含”只要无特别申明，则可以开放式(即“包含～但不限定于此”的含义)解释。本说明书中的数值范围的具体说明只要在本说明书中并未特别指明，则仅意欲起到作为用以提及符合所述范围内的各值的简记法的作用，如各值在本说明书中被逐个列举那样并入说明书中。本说明书中所说明的全部方法只要在本说明书中并未特别指明，或者未与上下文明显矛盾，则可以所有合适的顺序进行。本说明书中所使用的所有例子或例示性表述(例如“等”)只要无特别主张，则仅意欲更好地说明本发明，并非对本发明的范围进行限制。说明书中的任何表述也不应被解释为本发明的实施所不可或缺的表示权利要求书未记载的要素的表述。
在本说明书中，对本发明的优选实施方式进行了说明，包括为了实施本发明的本发明人已知的最佳实施方式。对本领域技术人员而言，阅读上述说明后，这些优选实施方式的变形变得显而易见。本发明人预期熟练的技术人员会适当应用此种变形，且本发明人计划以本说明书中所具体说明的方法以外的方法实施本发明。因此，如适用法律所允许那样，本发明包括本说明书所附的权利要求所记载的内容的所有修正及等价物。而且，只要在本说明书中并未特别指明，或者并未与上下文明显矛盾，则所有变形中的上述要素的任意组合也包含于本发明中。
符号的说明
1：热传导性片
2：含有鳞片状的氮化硼的热传导性片
11：凝聚体
12：树脂
13：鳞片状结晶
21：金属零件
22：电子元件

Claims (11)

1.一种热传导性片用树脂组合物，其含有：
聚氨基甲酸酯水分散粒子；
第1填料，其为六方晶系的氮化物的结晶凝聚而成的凝聚体；以及
分散所述聚氨基甲酸酯水分散粒子与所述第1填料的水。
2.根据权利要求1所述的热传导性片用树脂组合物，其中构成所述聚氨基甲酸酯水分散粒子的材料是选自由聚碳酸酯聚氨基甲酸酯、聚酯聚氨基甲酸酯、脂肪族聚氨基甲酸酯、脂肪酸改性聚氨基甲酸酯、芳香族聚氨基甲酸酯、聚醚聚氨基甲酸酯所组成的族群中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的热传导性片用树脂组合物，其中所述第1填料为六方晶系的氮化硼。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热传导性片用树脂组合物，其相对于所述聚氨基甲酸酯水分散粒子100重量份，含有5重量份～150重量份的所述第1填料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热传导性片用树脂组合物，其中所述第1填料为粉末，
所述第1填料的平均粒径为0.5μm～150μm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热传导性片用树脂组合物，其还含有选自由氮化硼、堇青石、莫来石、氧化硅、氧化铝、氧化锌及石墨所组成的族群中的至少一种第2填料。
7.一种热传导性片，其是将根据权利要求1至6中任一项所述的热传导性片用树脂组合物干燥而获得。
8.根据权利要求7所述的热传导性片，其在50℃下的ASKER C硬度为25～80。
9.根据权利要求7或8所述的热传导性片，其厚度为5μm～500μm。
10.一种树脂覆膜金属，其具备：
根据权利要求7至9中任一项所述的热传导性片；以及
由所述热传导性片所覆膜的金属零件。
11.一种电子装置，其具备：
根据权利要求10所述的树脂覆膜金属；及
具有发热部的电子元件，并且
所述树脂覆膜金属的热传导性片是以与所述发热部接触的方式配置于所述电子元件。
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