CN110383963B - 导热性片材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够得到具有高导热性及高柔软性的树脂成型体的导热性树脂组合物。导热性片材,其在片材的一个或两个面具有多个切口。优选由上述切口产生的面彼此的至少一部分相接触。上述切口优选未贯通。优选具有由前后方向及/或左右方向的切口产生的多个分区。上述片材优选包含有机硅树脂组合物及无机填料。
Description
技术领域
本发明涉及导热性片材及其制造方法。
背景技术
伴随电子部件的小型化、高输出化,由这些电子部件产生的每单位面积的热量变得非常大。其温度上升可能引起电子部件的寿命降低、运作不良、故障。因此,在电子部件的冷却中使用金属制散热器、壳体,并且,为了将热从电子部件高效地传递至散热器、壳体等冷却部,使用了导热性材料。使用该导热性材料的原因为:在使电子部件与散热器等直接接触的情况下,微观上看,其界面处存在空气,成为导热的障碍。因此,通过代替存在于界面处的空气而使导热性材料存在于电子部件与散热器等之间,从而能够高效地传热。
作为导热性材料,有向树脂中填充导热性粉末而成的材料。作为该树脂,可举出有机硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等。
作为使用了有机硅树脂的导热性材料,包括:向有机硅橡胶或有机硅凝胶中填充导热性填充剂而得到的导热性片材;向硅油中填充导热性填充剂而得到的导热性油膏(grease);等等。油膏与界面的密合高于片材与界面的密合,并且能够薄膜化至导热性填充剂的最大粒径,因此能够实现低热阻。但是,油膏由于为液态,因此有导致滴落、溢流(pump-out)的缺陷。另一方面,与油膏相比,片材的操作性优异,并且,片材能够压缩固定于电子部件与散热器或壳体之间,如油膏那样的滴落、溢流性良好。但是,片材为固体,并且进行压缩而使用,因此压缩应力大,片材的使用可能成为电子部件故障、壳体变形的原因之一。
此外,专利文献1的课题在于提供不仅确保高散热性、并且能够减小对压缩的反作用力的有机硅导热性片材。另外,专利文献1中提出了由混合有导热性填充材料的有机硅固化物形成的有机硅导热性片材,所述有机硅导热性片材中设置有多个在厚度方向上贯通的孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-92534号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,通常而言,导热性片材包括粘合性导热性片材和非粘合性导热性片材。该粘合性导热性片材通过涂布粘合剂或者通过自身的粘合性而固定于发热构件或散热构件。另一方面,有非粘合性导热性片材,该非粘合性片材无法通过自身的粘合性固定于构件,因此在发热构件与散热构件之间施加夹持力等载荷来夹入并固定。需要说明的是,作为发热构件,可举出发热性电子部件、搭载有发热性电子部件的电路基板等,另外,散热构件只要为降低发热构件的热量的构件即可,因此可以为例如冷却装置。
具体而言,以往如果想要得到散热优异的高导热性片材,则该片材的柔软性降低,因此,将该片材夹持于电子部件的基板时,对基板的应力大,基板有时弯曲。担心因该基板的弯曲而使得搭载于基板的元件剥离,或者对发热元件自身施加过分的力。
此外,若为了提高高导热性片材的柔软性而抑制无机填料的填充率,则高导热性片材的热阻值自然会上升,担心无法满足需要的散热性。
此外,包含无机填料及有机硅树脂组合物的片材为固体,因此,该片材虽然散热性优异,但柔软性稍差,因此难以以施加强载荷而夹入发热构件和散热构件这样的高压缩率使用。另外,就该片材而言,虽然施加载荷而夹入发热构件和散热构件,但由于这些构件中具有凹部、凸部,因此存在该片材的面未与构件的凹部、凸部相对应地充分接触的情况。在使用对以上述方式接触的构件的追随性不佳的导热性片材的情况下,大多会由此而使得构件损伤、散热效率降低。另外,由于未与构件接触,从而有可能使得该片材的散热性降低。
因此,本发明的主要目的在于提供具有高柔软性及高导热性、同时还具有高追随性的导热性片材。
因此,为了提高对组装至电子设备时接触的构件的追随性,本申请的发明人在由包含有机硅树脂组合物及无机填料的组合物得到的导热性片材中,在前后方向上切削出垂直截面为U字状的宽1.5mm 的槽,制作具有大量槽的导热性的散热间隔物。进而,在左右方向上也切削出宽1.5mm的槽,制作具有大量槽的导热性的散热间隔物,得到在前后左右方向具有槽、且与构件的接触面成为方格状的散热间隔物(参见后述实施例的表5)。
然而,就这样的具有大量槽的导热性的散热间隔物而言,夹入发热构件和散热构件而固定时,热会积聚,而且发热构件的凸部及凹部的温度上升而无法良好地散热,另外,该凹凸部的温度差也大,凸部、凹部的热阻值也高。
另外,本申请的发明人针对在由包含有机硅树脂组合物及无机填料的组合物得到的导热性片材中具有多个贯通孔(圆形状)的片材进行了研究,但从上述的在前后左右方向具有槽、且与构件的接触面成为方格状的导热性的散热间隔物的各种实验结果来看,认为难以获得良好的散热性。
根据上述情况,本申请的发明人在此阶段认为,即使在片材面制作由槽形成的方格状、贯通孔,也无法得到具有高柔软性及高导热性、同时还具有高追随性的导热性片材。
然而,本申请的发明人进一步进行了深入研究,结果发现,通过在与构件接触的导热性片材的面上设置多个切口而非U字状这样的具有宽度的槽,从而即使高度填充无机填料,也具有高柔软性,并且对构件的追随性也提高,由此成为低热阻值,散热也良好。通过这样的方式,本申请的发明人能够得到具有高柔软性及高导热性、同时还具有高追随性的高导热性片材,这一情况完全在预料之外,由此完成了本发明。
即,本发明提供在片材的一个或两个面具有多个切口的导热性片材。
另外,本发明提供上述导热性片材的制造方法。
由上述切口产生的面彼此的至少一部分可以相接触。
上述切口可以未贯通。
上述切口的深度的比例可以为片材厚度的2%~90%。可以具有由上述切口产生的多个分区。此外,上述分区可以由前后方向及/或左右方向的切口产生。
上述片材的压缩应力(压缩率为20%时)可以与切入前相比降低至少5%。
上述片材的Asker C硬度可以小于40。
上述分区的分割面积比例(1个分区/1个片材面积)可以为25%以下。另外,上述导热性片材的厚度可以为0.3~10mm。
上述片材可以包含有机硅树脂组合物及无机填料。
上述无机填料可以为40~85体积%。
上述有机硅树脂组合物可以为包含至少在末端或侧链具有乙烯基的有机聚硅氧烷、和至少在末端或侧链具有2个以上的H-Si基的有机聚硅氧烷的二液加成反应型液态有机硅。
就上述有机硅树脂组合物而言,至少在末端或侧链具有乙烯基的有机聚硅氧烷的重均分子量可以为10,000~400,000,至少在末端或侧链具有2个以上的H-Si基的有机聚硅氧烷的重均分子量可以为 10,000~400,000。
另外,上述无机填料可以为选自氧化铝、氮化铝及氧化锌中的一种以上。另外,导热率可以为0.5W/mK以上。
发明的效果
根据本发明,能够提供具有高柔软性及高导热性、同时还具有高追随性的导热性片材。
附图说明
[图1]为示出本实施方式的一例的导热性片材的概略图。
[图2]为本发明的导热性片材的用途的一例,是施加载荷将本发明的导热性片材夹入发热构件与散热构件之间的状态的示意图。
[图3]为本发明的导热性片材的用途的一例,是施加载荷将本发明的导热性片材夹入发热构件与散热构件之间的状态的示意图。
具体实施方式
以下,适当参照图1及图2,对用于实施本发明的优选实施方式进行说明。但是,本发明并不限定于以下的实施方式,可以在本发明的范围内自由地变更。并不由此狭隘地解释本发明的范围。
需要说明的是,图1中的标记为:1导热性片材;2切口;3厚度;4切口的深度;5切口的间隔;10电子构件;11发热构件;12 冷却构件。另外,X方向也称为左右方向,Y方向也称为前后方向, Z方向也称为上下方向。
<本发明的导热性片材>
就本发明的导热性片材(以下,也称为“本发明的片材”。)而言,在片材的一个或两个面具有多个切口。另外,就本发明的片材而言,优选在包含有机硅树脂组合物及无机填料的片材中设置多个切口。
本发明的片材具有高导热性、高柔软性及高追随性。
以往的设置有槽的导热性片材夹持于构件之间时,在无法从密合面的槽的死点(dead spot)排出的部位残留有空气,热阻值可能上升。
与此相对,本发明的片材被夹持于发热构件与冷却构件之间并密合时,本发明的片材通过由狭缝加工形成的切口形状而具有使上下方向上产生的斥力(压缩方向的力)沿横向排解的效果,并且成为空气也不易进入的结构。此外,本发明的片材对构件的追随性高,因此不易对构件施加过度的载荷,故而能够减少构件的损伤,并且,在构件具有凹部、凸部的情况下也追随而具有高密合性。另外,本发明的片材的密合性高,因此散热也良好。根据这些情况,本发明的导热性片材优选作为夹持于发热构件与冷却构件之间并施加载荷这样的非粘合性片材使用。
<本发明的片材的切口>
在本发明的导热性片材的一个或两个片材面设置有多个切口。
设置切口的面只要为构件所接触的片材面中的至少任一者(以下,有时也称为片材表面)即可。另外,通过该切口而在切入部分产生面,优选由该切口产生的面彼此的至少一部分相接触。
该切口没有特别限定,可以为线状、针眼状、多边形状、椭圆形状、圆形状等中的任意。
作为线状,没有特别限定,例如,可举出直线状、弯曲状、波状等。需要说明的是,波状为波形这样的形状,例如,可举出正弦波、锯齿波、矩形波、梯形波、三角波等。另外,所谓针眼状,是指虚线这样的、有切口和无切口的重复形状。
作为多边形状,没有特别限定,例如,可举出三角形状、四边形状、五边形状、六边形状、星型形状等。作为该四边形状,例如,可举出梯形形状、方格状(例如,长方形状、正方形状等)、菱形状、平行四边形状等。
上述切口中,优选直线状、波状、菱形状、圆形状、星型形状及方格状,更优选直线状、菱形状及方格状,从切口加工时的操作性及高追随性的方面考虑,进一步优选方格状(尤其是正方形状)。
另外,针对前后方向及/或左右方向的切口,优选从直线状、弯曲状、波状及针眼状等中选择一种或两种以上而设置于片材面。例如,通过以直线状进行多次前后方向及左右方向上的切入,从而能够使在片材面上由切口形成的1个分区为四边形状(优选为方格状)。另外,例如,切口可以成为直线状,进而成为针眼状。
多边形状的一边的长度没有特别限定,在片材的一边为15mm时优选为0.7mm~5mm,更优选为0.7mm~2.5mm,进一步优选为 1.0mm~2.0mm。需要说明的是,圆形状的情况下,可以使“多边形状的一边的长度”为“直径的长度”,椭圆形状的情况下,可以使“多边形状的一边的长度”为“(长径+短径)/2的长度”。
就本发明的切口而言,可以适当选择上下方向(Z方向)、前后方向(Y方向)、左右方向(X方向)中的任一者或者将它们适当组合,使切割机构工作,由此在与构件接触的片材面设置多个切口。需要说明的是,切割机构可以沿“斜向”、“波状”等任意方向切入。
通过该切割机构,能够进行事实上并非槽的切口加工,通过该切口加工能够形成狭缝,但该狭缝为可观察到切割痕迹的线条的程度。另外,该狭缝(能够确认出切割面的程度的线上的痕迹(切割部分的间隙))的宽度优选为300μm以下,优选为2μm以上且小于300μm,更优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下,更进一步优选为2~ 50μm。切割部分的间隙越窄,空气越不易进入片材面,能够成为低的热阻值,另外,也容易获得柔软性及追随性,因此有利。
作为上述切割机构,只要为能够实现上述切割部分的间隙条件的机构即可,例如,可举出切刃、激光照射部及能够进行水射流(水切割器)的照射部等。其中,优选切刃,这是因为其容易使狭缝变窄、易于加工。
作为更具体的例子(仅为一例),可以从上方及/或下方压入切刃来设置切口,另外,也可以一边使切刃沿前后方向及/或左右方向移动一边设置切口。另外,在以未贯通方式设置多边形状、圆形状、星型形状等形状时,可以使用与该形状对应的冲切模,从上方及/或下方压入冲切模来设置切口。另外,激光切割、水射流切割的情况下,可以一边使照射部沿前后方向及/或左右方向移动一边设置切口。
本发明的切口的垂直截面形状没有特别限定,例如可举出V字状、 Y字状、1字(英文小写l)状、以及以1字带任意角度而成的斜1字 (英文小写l)状等。1字(英文小写l)状可参照图2的导热性片材1的切口的标记2,以1字带任意角度而成的斜1字(英文小写1)状可以参照图3的导热性片材1b的切口的标记2b。其中,优选为1字状(英文小写1)(例如,参见图1的标记2),这是因为其易于加工为使上下方向的面彼此接触的狭缝。
上述切口优选未贯通。
未贯通部分的长度(切入后的上下方向上的未切入部分的长度) (mm)优选为0.1mm~6.0mm,更优选为0.15mm~5.0mm,进一步优选为0.2mm~4.0mm,更进一步优选为0.25mm~3.0mm。
本发明的切口的深度的比例优选为片材厚度的2%~90%,更优选为30%~80%,进一步优选为40%~70%。
通过使切口的深度的比例为2%~90%,容易获得高柔软性及高追随性,并且也能够降低热阻值,因此有利。
两面有切口的情况下,该切口的深度比例成为将一面的切口深度的比例与另一面的切口深度的比例进行加和而得到的比例。
需要说明的是,切口的深度的比例可以按照切入率=“上下方向上的距片材面的切口深度(mm)/片材的厚度(mm)”×100算出。
上述片材的厚度没有特别限定,优选为0.3mm~10mm,更优选为0.5mm~5.0mm,进一步优选为1.0mm~4.0mm。通过使片材的厚度为1.0mm~4.0mm,从而容易进行切口加工来提高追随性,在高导热性及高柔软性的方面也是有利的。
在构件所接触的片材面,优选具有由切口产生的多个分区。更优选为由前后方向及/或左右方向的切口产生的多个分区。通过设置多个分区,从而使得与构件的密合性提高,容易获得高追随性,因此是有利的。
上述分区的形状没有特别限定,例如,可举出上述的多边形状、圆形状、椭圆形状等,其中,优选为方格状及三角形状,进一步优选为方格状(更优选为正方形状)。
上述分区数(以下,也将“分区数”称为“分割数”。)没有特别限定,优选设置至少4个以上,进一步优选设置9个以上,更进一步优选设置36个以上,尤其优选设置49个以上。
就上述分区数的下限值而言,更优选的是,相对于片材面积 15mm2,优选为36个(/15mm2)以上,更优选为49个(/15mm2)以上,进一步优选为64个(/15mm2)以上。
就上述分区数的上限值而言,没有特别限定,更优选的是,相对于片材面积15mm2,优选为2000个(/15mm2)以下,更优选为1500 个(/15mm2)以下,进一步优选为1000个(/15mm2)以下,更进一步优选为500个(/15mm2)以下。
更合适的分区数优选为49个(/15mm2)~500个(/15mm2),更优选为64个(/15mm2)~400个(/15mm2)。
另外,上述分区的分割面积比例(1个分区/1个片材面积)优选为25%以下,更优选为15%以下,进一步优选为5%以下,更进一步优选为3%以下。另外,优选为0.1%以上。
使得分区的分割面积比例越小时,与构件的密合性越高,容易获得高追随性,并且也能够降低热阻值,能够成为高导热性,因此是有利的。
需要说明的是,该分区的分割面积比例(1个分区/1个片材面积) 可以按照“1个分区的面积(mm2)/构件所接触的导热性片材的整体面积(mm2)”×100而算出。
上述片材的Asker C硬度(无切口)优选小于40,更优选为35 以下,进一步优选为30以下。另外,从使得处理片材时的操作性容易的方面考虑,Asker C硬度的下限值优选为5以上。
上述片材的Asker C硬度(有切口)优选为35以下,更优选为 30以下。另外,从使得处理片材时的操作性容易的方面考虑,Asker C 硬度的下限值优选为5以上。
以上述片材的切入前后的Asker C之差优选为2以上、更优选为 5以上的方式刻入切口是合适的。通过获得切入前后的Asker C之差为2以上的柔软性的提高效果,从而追随性更为良好。
该“切入前后的AskerC之差”可以按照“(有切口时的Asker C 硬度-无切口时的Asker C硬度)”算出。
本发明的片材的压缩率为20%时的压缩应力(N)(也称为“压缩应力(压缩率为20%时)”)相比于切入前的压缩率为20%时的压缩应力(N)降低优选5%以上、更优选10%以上、进一步优选15%以上是合适的。优选通过切口加工而使其降低。
就本发明的由狭缝加工带来的片材的压缩应力(压缩率为20%时) 的降低率的提高而言,在抑制达到压缩时的峰值载荷之前的初始的压缩应力的急剧上升方面是有利的,认为该降低率的上限值为90%以下,可以进行制作而使其为60%以下、50%以下、40%以下、30%以下等。
本发明的片材的压缩率为50%时的压缩应力(N)(也称为“压缩应力(压缩率为50%时)”)相比于切入前的压缩率为50%时的压缩应力(N)降低优选5%以上、更优选10%以上、进一步优选15%以上是合适的。优选通过切口加工而使其降低。
就本发明的由狭缝加工带来的片材的压缩应力(压缩率为50%时) 的降低率的提高而言,在抑制达到压缩时的峰值载荷之前的后期的压缩应力的上升方面是有利的,认为该降低率的上限值为90%以下,可以进行制作而使其为60%以下、50%以下、40%以下、30%以下等。
此外,本发明的片材的压缩应力的降低率(压缩率为20%时)及压缩应力的降低率(压缩率为50%时)各自为5%以上是合适的。
该“压缩应力的降低率”可以按照“(无切口时的压缩应力-有切口时的压缩应力)/(无切口时的压缩应力)”×100算出。
另外,从高柔软性及高追随性的方面考虑,本发明的片材的压缩率为5%时的接触面积(mm2)相对于片材面积225mm2而言优选为 130mm2以上、更优选为200mm2以上、进一步优选为220mm2以上是合适的。
<本发明的片材中使用的导热性组合物>
本发明的导热性片材中使用的导热性组合物(以下,也称为“导热性组合物”)没有特别限定。
本发明的片材中优选使用包含树脂组合物及无机填料的导热性组合物。此外,本发明的片材中优选使用包含成分(A)有机硅树脂组合物及成分(B)无机填料的导热性组合物。通过使用有机硅树脂组合物,从而能够得到高柔软性及高导热性的导热性片材。
就本发明中使用的成分(A)有机硅树脂组合物而言,没有特别限定,例如,可举出基于过氧化物交联、缩合反应交联、加成反应交联、及紫外线交联等的固化反应,其中,优选基于加成反应交联的固化反应。
上述成分(A)有机硅树脂组合物优选包含加成反应型有机硅树脂组合物,进一步优选包含一液型反应型或二液加成反应型有机硅树脂组合物。
此外,上述成分(A)有机硅树脂组合物优选包含二液加成反应型液态有机硅,所述二液加成反应型液态有机硅包含成分(a1)至少在末端或侧链具有乙烯基的有机聚硅氧烷、和成分(a2)至少在末端或侧链具有2个以上的H-Si基的有机聚硅氧烷。
此外,优选包含40~85体积%的上述成分(B)无机填料。
此外,本发明的片材的导热率优选为0.5W/mK以上。
上述成分(A)有机硅树脂组合物中,成分(A)中的成分(a1) 及成分(a2)、与成分(B)反应并固化,由此形成有机硅橡胶。而且,通过使用成分(A)及(B),即使导热性组合物中无机填料为 40~85体积%这样的高含量,也能够得到高柔软性的树脂成型体(例如,片材)。此外,由于能够高度含有无机填料,因此能够得到高导热性的树脂成型体(例如,片材)。
<成分(A)二液加成反应型液态有机硅>
上述成分(A)二液加成反应型液态有机硅包含成分(a1)至少在末端或侧链具有乙烯基的有机聚硅氧烷(以下,也称为“具有乙烯基的有机聚硅氧烷”。)、和成分(a2)至少在末端或侧链具有2个以上的H-Si基的有机聚硅氧烷(以下,也称为“具有H-Si基的有机聚硅氧烷”。)。上述成分(A)的25℃时的粘度优选为100~2,500mPa· s。
上述成分(a1)为至少在末端或侧链中的某处具有乙烯基的有机聚硅氧烷,直链状结构或支链状结构均可。通常,就具有乙烯基的有机聚硅氧烷而言,有机聚硅氧烷的分子内(Si-R)的R部分的一部分成为乙烯基(例如,参见以下的通式(a1-1)~(a1-4))。
该乙烯基含量优选在(a1)中为0.01~15摩尔%,另外,更优选在成分(a1)中为0.01~5摩尔%。
上述成分(a1)的具有乙烯基的有机聚硅氧烷优选为具有乙烯基的烷基聚硅氧烷。该烷基优选碳原子数为1~3(例如,甲基、乙基等),更优选为甲基。
另外,成分(a1)的具有乙烯基的有机聚硅氧烷的重均分子量优选小于400,000,更优选为10,000~200,000,进一步优选为15,000~ 200,000。
此处,本发明中的“乙烯基的含量”是指将构成成分(a1)的全部单元设为100摩尔%时的含有乙烯基的硅氧烷单元的摩尔%。其中,相对于1个含有乙烯基的硅氧烷单元,为1个乙烯基。
<乙烯基含量测定方法>
利用NMR测定乙烯基含量。具体而言,使用JEOL公司制 ECP-300NMR,将样品溶解于作为氘代溶剂的氘代氯仿中而测定。将(乙烯基+H-Si基+Si-甲基)设为100摩尔%时的乙烯基的比例作为乙烯基含量摩尔%。
上述成分(a2)为至少在末端或侧链中的某处具有2个以上的 H-Si基的有机聚硅氧烷,直链状结构或支链状结构均可。通常,就具有H-Si基的有机聚硅氧烷而言,有机聚硅氧烷的分子内(Si-R)的R 部分的一部分成为H基(例如,参见以下的通式(a2-1)~(a2-4))。
该H-Si基含量优选在(a2)中为0.01~15摩尔%,另外更优选在成分(a2)中为0.01~5摩尔%。
上述成分(a2)的有机聚硅氧烷优选为具有H-Si基的烷基聚硅氧烷。该烷基优选碳原子数为1~3(例如,甲基、乙基等),更优选为甲基。
另外,成分(a2)的具有H-Si基的有机聚硅氧烷的重均分子量优选为400,000以下,更优选为10,000~200,000,进一步优选为 15,000~200,000。
此处,本发明中的“H-Si基的含量”是指将构成成分(a2)的全部单元设为100摩尔%时的含有H-Si基的硅氧烷单元的摩尔%。
(a1)与(a2)的含有比以质量比计,优选为(a1)∶(a2)=20~ 80∶20~80,更优选为40~60∶40~60,最优选为(a1)∶(a2)=50∶ 50。
<H-Si基含量测定方法>
利用NMR测定H-Si基含量。使用JEOL公司制ECP-300NMR,将样品溶解于作为氘代溶剂的氘代氯仿中而测定。(乙烯基+H-Si基 +Si-甲基)设为100摩尔%时,将含有的H-Si基的比例作为H-Si基的含量摩尔%。
上述成分(A)二液加成反应型液态有机硅的25℃时的粘度为 100~2,500mPa·s,优选为100~2,000mPa·s,更优选为350~ 2,000mPa·s。
上述成分(A)的粘度(25℃)为100mPa·s以上时,分子量大,因此能够避免固化后的片材易于开裂的情况,为2,500mPa·s以下时,在容易高度填充无机填料方面是有利的。
<粘度测定>
针对二液加成型有机硅的粘度,使用BROOKFIELD公司制B型粘度计“RVDVIT”进行测定。主轴使用f轴,可以使用20rpm的粘度进行测定。
另外,就上述成分(A)二液加成反应型液态有机硅而言,在有机聚硅氧烷中,优选热固化的有机聚硅氧烷,除了使用作为主剂的聚有机聚硅氧烷聚合物以外,还可以使用固化剂(交联性有机聚硅氧烷)。
构成上述二液加成反应型液态有机硅的基础聚合物优选在其主链上具有有机基团(例如,甲基、苯基、三氟丙基等)。例如,关于有机聚硅氧烷的重复结构,可举出二甲基硅氧烷单元、苯基甲基硅氧烷、二苯基硅氧烷单元等。另外,可以使用具有乙烯基、环氧基等官能团的改性有机聚硅氧烷。
另外,上述成分(A)二液加成反应型液态有机硅中,可以使用用于促进加成反应的加成反应催化剂。
另外,上述成分(A)二液加成反应型液态有机硅可以使用满足上述各种条件的市售品。
需要说明的是,关于成分(a1)的末端或侧链的乙烯基,例如,可举出以下的通式(a1-1)及通式(a1-2)所示的基团。另外,关于成分(a1)至少在末端或侧链具有乙烯基的有机聚硅氧烷,例如,可举出通式(a1-3)及通式(a1-4)所示的物质。但是,本发明并不限定于这些通式(a1-1)~(a1-4)。另外,关于本发明的成分(a1),例如,可举出在末端及/或侧链具有乙烯基的甲基聚硅氧烷等。m、n 优选为正数。
[化学式1]
另外,关于成分(a2)的末端或侧链的H-Si基,例如,可举出以下的通式(a2-1)及通式(a2-2)所示的基团等。另外,关于成分 (a2)至少在末端或侧链具有2个以上的H-Si基的有机聚硅氧烷,例如,可举出以下的通式(a2-3)及通式(a2-4)所示的物质。但是,本发明并不限定于这些通式(a2-1)~(a2-4)。另外,关于本发明的成分(a2),例如,可举出在末端及/或侧链具有2个以上的H-Si 基的甲基聚硅氧烷。m、n优选为正数。
[化学式2]
作为市售品的二液加成反应型液态有机硅橡胶,例如,可举出 Momentive公司制“TSE-3062”“X14-B8530”、Dow Corning Toray 公司制“SE-1885A/B”等,但本发明并不限定于这些具体的市售品的范围。
上述树脂组合物的含量在总体积中优选为10~65体积%,更优选为15~60体积%。
另外,上述成分(A)二液加成反应型液态有机硅的含量在总体积中优选为10~65体积%,更优选为15~60体积%。就成分(A) 含量而言,作为下限值,更优选为15体积%以上。另外,就成分(A) 的含量而言,作为上限值,更优选为65体积%以下。
就上述成分(A)的含量而言,在上述导热性组合物中为10体积%以上时,能够提高柔软性,在上述导热性组合物中为65体积%以下时,在容易避免导热率的降低方面是有利的。
另外,本发明中使用的加成反应型液态有机硅也可以与乙酰醇类、马来酸酯类等反应阻滞剂、十~数百μm的AEROSIL、有机硅粉末等增稠剂、阻燃剂、颜料等并用。
<成分(B)无机填料>
理想的是,上述树脂组合物中的导热性填料的含有率优选为总体积中的35体积%以上、更优选为40~85体积%。
导热性填料的含有率为35体积%以上时,容易避免将树脂组合物固化而成的片材的导热性变得不充分的情况,因此含量越高越好。另外,为85体积%以下时,容易避免树脂组合物的流动性变差的情况,容易以0.3mm以上的厚度制作树脂组合物的固化物。
关于本发明中使用的无机填料,可举出作为导热性填料的氧化铝、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、金属铝及石墨等。它们可以单独使用或者组合两种以上而使用。本发明中使用的无机填料理想为球状(优选地,球形度为0.85以上)。
这些之中,氧化铝显示高导热性,并且向树脂的填充性良好,因此优选。
本发明中使用的氧化铝优选为球状。氧化铝(以下,也称为“氧化铝(alumina)”。)可以利用氢氧化铝粉末的火焰熔射法、拜耳法、铵矾热分解法、有机铝水解法、铝水中放电法、冷冻干燥法等中的任意方法制造,从粒径分布的控制及粒子形状控制的方面考虑,优选氢氧化铝粉末的火焰熔射法。
另外,球状氧化铝粉末的结晶结构可以为单晶体、多晶体中的任意,从高导热性的方面考虑,结晶相优选为α相,另外,比重优选为 3.7以上。比重小于3.7时,存在于粒子内部的孔隙和低结晶相的存在比例变多,因此,在将导热率提高为2.5W/mK以上时,比重优选为3.7以上。球状氧化铝粉末的粒度调节可以通过球状氧化铝粉末的分级·混合操作来进行。
使用球状氧化铝粉末的情况下,球形度为0.85以上。球形度小于 0.85时,流动性降低,填料在间隔物内偏析,物性的偏差变大。作为球形度为0.85以上的市售品,例如,可举出电化株式会社制的球状氧化铝DAW45S(商品名)、球状氧化铝DAW05(商品名)、球状氧化铝ASFP20(商品名)等。
就本发明的无机填料的粒度分布而言,优选在平均粒径10~ 100μm、1~10μm及小于1μm的范围内具有极大值或峰值。
上述平均粒径为10~100μm的无机填料在总体积中优选为15体积%以上,更优选为20~50体积%。
另外,上述平均粒径为1~10μm的无机填料在总体积中优选为 10~30体积%,更优选为12~30体积%。
另外,上述平均粒径小于1.0μm的无机填料在总体积中优选为5~20体积%,更优选为8~15体积%。
就上述无机填料的粒度分布而言,优选适当组合上述3个范围的无机填料。
<导热性片材(切入前)的制造方法等>
上述导热性片材可以利用已知的制造方法得到。例如,可以通过将上述成分(A)及(B)混合而得到。
另外,本发明的导热性片材经过例如原料的混合·成型·硫化工序而制造。混合中,使用辊磨机、捏合机、班伯里混炼机等混合机。成型方法优选刮刀涂布法,但可以根据树脂的粘度而使用挤出法·加压法·压延辊法等。硫化温度优选为50~200℃,加热固化时间优选为2~14小时。为50℃以上时,硫化充分,为200℃以下时,在能够减少间隔物的一部分发生劣化的情况方面是有利的。
硫化使用通常的热风干燥机、远红外干燥机、微波干燥机等进行。
通过这样的方式可得到导热性片材。
作为本发明中使用的树脂原料,可以在不损害本发明的效果的范围内,在上述成分(A)及(B)以外,适当选择并使用丙烯酸树脂及环氧树脂等树脂原料。另外,可以以本发明的组合物成为100体积%的方式进行配合,也可以在本发明的组合物100体积%中进一步添加。
由上述树脂组合物得到的本发明的导热性片材(切入前)的厚度优选为0.3mm~10mm。本发明的导热性片材(切入前)的厚度薄于 0.3mm时,由导热性填料带来的表面粗糙度容易变大,导热性容易降低,因此优选为0.3mm以上。另外,超过10mm时,树脂成型体的固化物变厚,导热性容易降低,因此优选为10mm以下。本发明的导热性片材(切入前)的厚度优选以树脂组合物的固化后的厚度为基准。
通过使用上述树脂组合物,从而能够得到具有高导热性及高柔软性的导热性片材(切入前)及发热片材(切入前)。
导热性片材(切入前)具有高导热性,能够提供导热率为0.5W/mK 以上的导热性片材(切入前)。
此外,本发明的导热性片材的特征在于,对具有高导热性及高柔软性的导热性片材(切入前)的表面进行切口加工,在片材表面刻入切口。并且,就切入率而言,优选以片材厚度的2%~90%的范围进行加工。优选地,与未在表面刻入切口的情况相比,刻入切口时的压缩应力(压缩率为20%时)的降低效果为5%以上。
就以往的导热性片材而言,能够实质制作的Asker C硬度为40 左右以下。然而,在将制品制成大面积的情况下,压缩时的应力显著上升,因此,可能对发热元件、搭载其的基板施加大的应力。由此,较之Asker C硬度而言,降低压缩应力以使得在安装时不施加大的负荷是重要的。
即,通过使用上述导热性组合物,从而能够制造硬度软、并且具有导热率为0.5W/mK以上的高导热性的导热性片材(切入前)。另外,通过使用上述导热性组合物,从而能够制造可将在片材面设置有多个切口时的压缩应力较之无切口时降低5%以上的导热性片材(切入后)。另外,通过使用上述导热性组合物,从而能够制造形成多个切口时对构件的追随性提高的导热性片材(切入后)。
另外,通过使用上述导热性组合物,从而具有Asker C硬度为5~ 40的范围的高柔软性,因此,尤其能够制造可降低压缩应力的导热性片材(切入前)。
即,使用上述导热性组合物得到的导热性片材(切入前)为适合作为本发明的设置有多个切口的导热性片材的加工前的片材的片材。
但是,本发明的具有多个切口的导热性片材的制造方法的特征在于进行上述那样的多个切口加工,其是对于该Asker C硬度范围外的切入前的导热性片材(例如,散热材料)而言也可能呈现出同样效果的制造方法。
使用图1~图3对本发明中的实施方式的一例进行说明。本发明并不受它们的限定。
如图1所示,就本实施方式的导热性片材1而言,在构件所接触的片材面,以成为方格状的方式沿左右方向及前后方向进行了切口加工,从而设置有多个切口2。
通过该切口加工,从而在本实施方式的导热性片材1中设置有在上下方向上直至切口深度4为止的切口2。该切口深度4未达到片材的厚度3,上下方向的切口2成为未贯通。另外,成为由该左右方向及前后方向的切口2产生的上下方向的面彼此的至少一部分相接触的状态。该切口2的垂直截面形状为1字状(英文小写1)。
另外,本实施方式的导热性片材1具有由左右方向及前后方向的切口加工而形成的多个分区6,该分区6为方格状(正方形状)。该分区6的一边为左右方向上相邻的切口2的间隔5、前后方向上相邻的切口2的间隔5。
需要说明的是,本实施方式的导热性片材1是利用切割器对由包含有机硅树脂组合物及无机填料的组合物形成的导热性片材进行狭缝加工而得到的。
如图2所示,本实施方式的导热性片材1用于电子构件10。本实施方式的电子构件10具有:本实施方式的导热性片材1;具备发热的半导体元件的发热构件11;及散热片等冷却构件12。就本实施方式的导热性片材1而言,施加载荷而夹入发热构件11与冷却构件12之间。
此时,本实施方式的导热性片材1的具有多个切口的片材面与发热构件11接触。本实施方式的导热性片材1具有高柔软性、且成为切口结构,因此相对于发热构件11的接触面具有高追随性。本实施方式的导热性片材1因高追随性以及高柔软性而以不损伤这些构件的方式与其相接触。
而且,本实施方式的导热性片材1具有高导热性,并且具有高柔软性及高追随性,因此,能够将来自发热构件11的发热高效地传递至冷却构件12,使来自发热构件11的热高效地散去。
具备本实施方式的导热性片材1的电子构件10能够作为可减少由温度上升、壳体变形等导致的电子部件的寿命降低、运转不良、故障的电子部件提供。
另外,本发明的导热性片材可以为图3所示那样的导热性片材1b,本发明的电子构件可以为具备导热性片材1b的电子构件10b。本实施方式的导热性片材1b中,在其表面具有多个如切口2b那样带角度的斜1字(英文小写1)状。而且,本实施方式的导热性片材1b具有高导热性,并且具有高柔软性及高追随性,因此能够将来自发热构件11 的发热高效地传递至冷却构件12,能够使来自发热构件11的热高效地散去。另外,具备本实施方式的导热性片材1b的电子构件10b能够作为可减少由温度上升、壳体变形等导致的电子部件的寿命降低、运转不良、故障的电子部件提供。
需要说明的是,用于进行说明的图3中,切口的垂直截面形状为在导热性片材表面从左方向倾斜地刻入切口的“向左倾斜的斜1字状”,但切口的方向没有特别限定,可以从右方向带角度地倾斜地切入,也可以从左方向带角度地倾斜地切入。另外,也可以是切口的垂直截面形状中混合存在“向左倾斜的斜1字状”和“向右倾斜的斜1字状”的导热性片材。
由以上情况可知,根据本发明,能够提供具有高导热性及高柔软性、同时还具有对构件的高追随性的导热性片材。另外,就本发明的导热性片材而言,通过设置切口而非槽,从而不残留空气,并且对构件的追随性也高,故而与构件的密合性也高,因此散热性也高。根据本发明,也能够提供具备本发明的导热性片材的、散热构件及散热部件、电子构件及电子部件等发热的电子部件及其关联品。
此外,根据本发明,能够提供具有高导热性及高柔软性、同时还具有高追随性的导热性散热片材。进一步优选能够提供散热间隔物,该散热间隔物尤其适合作为电子部件用散热构件。
此外,本发明的导热性片材适合作为要求半导体元件的发热面与散热片等的散热面的密合性这样的电子部件用散热构件使用。本发明的散热构件优选作为例如散热性片材、散热间隔物等使用。
另外,本发明的导热性片材及散热构件为高柔软性、且与发热元件的密合性优异,因此,能够适用于电子设备(例如,智能手机、平板PC、个人计算机、家庭用游戏机、电源、汽车等),另外,能够适用于例如无线基站用途。
需要说明的是,本发明的间隔物经过原料的混合·成型·硫化工序而制造。混合中,可使用辊磨机、捏合机、班伯里混炼机等混合机。成型方法优选刮刀涂布法,但可以根据导热性组合物的粘度而使用挤出法·加压法·压延辊法等。硫化温度优选为50~200℃。低于50℃时,硫化不充分,超过200℃时,间隔物的一部分劣化。硫化使用通常的热风干燥机、远红外干燥机、微波干燥机等来进行。通过这样的方式得到导热性片材。
就切口的加工方法而言,可以利用基于切割器的狭缝加工、基于激光刀的加工中的任意方法进行加工,能够刻入相对于厚度而言为 2~90%的切口。
本发明适合用于产业用构件等导热构件,尤其适合用于安装时的压缩应力小的高柔软性且高导热性的片材及散热构件。
本发明的导热性片材即使具有切口,也能够保持片材的形状。
实施例
以下,利用试验例、实施例及比较例等对本发明详细地进行说明。需要说明的是,本发明并不限定于以下的实施例。
使用包含下述所示的成分(A)包含(a1:具有乙烯基的有机聚硅氧烷)+(a2:具有H-Si基的有机聚硅氧烷)的二液性加成反应型有机硅、和(B)无机填料的组合物,基于表1~4中记载的各试验例的配合比及体积%比例,进行混合。需要说明的是,将成分(A)及成分(B)的总量设为体积100%。
使用经混合的组合物,利用刮刀涂布(法),以规定的厚度制作片材(树脂成型体),于110℃进行8小时加热固化。由此,制作了试验例1~45的各种导热性片材。
关于试验例1~37的组成、切入条件及评价的结果,示于表1~4。
通过切口加工形成方格状的情况下,使用切刃,对导热性片材沿前后方向及左右方向刻入直线状的切口而进行制作。通过该切口加工产生多个分区,每个分区的形状为方格形。
通过切口加工形成三角(等腰三角形,2边为1.5mm)形状的情况下,使用切刃,以片材的对角线为基准刻入直线状的切口而进行制作。通过该切口加工产生多个分区,每个分区的形状为菱形状。
通过切口加工形成星型形状、圆形状的情况下,使用与其对应的冲切模从上方压入,刻入各形状的切口而进行制作。通过该切口加工产生多个分区,每个分区的形状为星型形状、圆形状。
需要说明的是,由这些切口产生的狭缝(切割部分的间隔)为可观察到线条的程度,为50μm以下。就该狭缝的状态而言,在由切口加工产生的切割面彼此之间相接触。
另外,切口深度、未切入深度、方格尺寸(一边的长度或直径,以下,有时也称为切口间的间隔)是将片材面上的长度进行平均而得到的。
关于试验例1~6、试验例7~9、试验例17~20、试验例23~26,通过在使用包含成分(A)及(B)的组合物而得到的片材的表面刻入切口,从而在片材的厚度为0.3~10mm的范围的情况下,能够得到具有与未刻入切口时相比压缩应力能够降低5%以上的柔软性的导热性的散热性片材。另外,切入率为2~90%的情况下,能够得到具有压缩应力降低效果的导热性的散热性片材。
需要说明的是,试验例1~37中,即使设置了狭缝形状,这些散热性片材的形状保持也为○(良好)。
关于试验例10~16、试验例17~20,通过在使用包含成分(A) 及(B)的组合物而得到的片材的表面刻入切口,从而能够得到具有与未刻入切口时相比压缩应力能够降低5%以上的柔软性的导热性的散热性片材。另外,切口间的间隔为0.5~5.0mm的情况下,能够得到具有压缩应力降低效果的导热性的散热性片材。
关于试验例21~26,通过在使用包含成分(A)及(B)的组合物而得到的片材的表面刻入方格形状、三角形状、○(圆)型形状这样的各种形状的切口,从而能够得到具有与未刻入切口时相比压缩应力能够降低5%以上的柔软性的导热性的散热性片材。此外,关于试验例27~29,无论在片材的一面还是两面刻入切口,均能够得到具有与未刻入切口时相比压缩应力能够降低5%以上的柔软性的导热性的散热性片材。
关于试验例30~37,不论成分(A)及(B)的有机硅树脂的分子量、导热性填料量如何,通过在使用包含成分(A)及成分(B) 的组合物而得到的片材表面刻入切口,均能够得到具有与未刻入切口时相比压缩应力能够降低5%以上的柔软性的导热性的散热性片材。
导热性组合物的制造中使用的原材料如下所述。
[成分(A)二液加成反应型有机硅]
<A-1>
二液加成反应型有机硅(具有乙烯基和甲基的有机聚硅氧烷(乙烯基含量0.3mol%):具有H-Si基和甲基的有机聚硅氧烷(H-Si含量0.5mol%)=(a1)1∶(a2)1(质量比));Dow Corning Toray公司制SE-1885;粘度430mPa·sec;各有机聚硅氧烷的重均分子量 120,000。
<A-2>
二液加成反应型有机硅(具有乙烯基和甲基的有机聚硅氧烷(乙烯基含量0.8mol%):具有H-Si基和甲基的有机聚硅氧烷(H-Si含量1.0mol%)=(a1)1∶(a2)1(质量比));Momentive公司制 TSE-3062;粘度1000mPa·sec;各有机聚硅氧烷的重均分子量25,000。
<A-3>
二液加成反应型有机硅(具有乙烯基和甲基的有机聚硅氧烷(乙烯基含量0.8mol%):具有H-Si基和甲基的有机聚硅氧烷(H-Si含量1.0mol%)=(a1)1∶(a2)1(质量比));Momentive公司制 X14-B8530;粘度350mPa·sec;各有机聚硅氧烷的重均分子量21,000。
[成分(B)无机填料]
无机填料使用下述的氧化铝。表中的无机填料的体积%为使用的各球状填料及各结晶性氧化铝的总量。
填料d50:45μm;电化株式会社制球状氧化铝DAW45S
填料d50:5μm;电化株式会社制球状氧化铝DAW05
另外,结晶性氧化铝粉末使用下述物质。
d50:0.5μm;住友化学株式会社制结晶性氧化铝AA-05
[评价基准]
评价按照以下方式进行判断。
〔导热率〕为0.5W/mK以上时良好;导热率为2W/mK以上时更良好;为4W/mK以上时优秀。
〔热阻〕热阻为20℃/W以下时良好;热阻为10℃/W以下时优秀。
〔压缩应力的降低率〕降低率为5%以上时良好。
〔Asker C硬度〕Asker C硬度小于40时为高柔软性,良好; Asker C硬度为15以下时为高柔软性,优秀。
〔形状保持〕将导热性片材配置于电子设备的需要散热的部位。配置后,通过目视对导热性片材的形状进行观察。形状显著变形时,评价为形状保持性不良(×),略微变形时,评价为形状保持性良好 (○)。
<热阻>
针对上述得到的导热性片材,裁剪为TO-3型,测定热阻。
就热阻而言,将裁剪为TO-3型的试样夹持于内置有晶体管的 TO-3型铜制加热器壳体(有效面积为6.0cm2)与铜板之间,以初始厚度的10%被压缩的方式施加载荷而进行设置,然后对晶体管施加 15W电力并保持5分钟,根据加热器壳体与散热片的温度差(℃),利用以下的式(1)算出。
按照“热阻(℃/W)=(加热器侧温度(℃)-冷却侧温度(℃)) /电力(W)···(1)”的式子算出。
<导热率>
可根据上述热阻值并利用“导热率(W/mK)=厚度(m)/(截面积(m2)×热阻(℃/W))···(2)”的式子算出。
<Asker C硬度>
本发明中使用的导热性片材的硬度可以使用依据25℃的 SRIS0101的Asker C型弹簧式硬度计进行测定。Asker C硬度可以使用高分子计器株式会社制“Asker橡胶硬度计C型”进行测定。有机硅树脂的固化后的C型Asker C硬度为5以上且小于40。C型硬度为 5以上时,处理片材时的操作容易。
<压缩应力>
就本发明中使用的压缩应力而言,将导热性片材冲切为60×60mm,然后使用台式试验机(岛津制作所制EZ-LX),针对厚度,测定压缩率为20%时或压缩率为50%时的载荷N。另外,也同样地测定压缩率为5%时的载荷N。
按照压缩率(%)={压缩变形量(mm)×100}/初始的厚度(mm),算出压缩率。
<重均分子量>
聚有机硅氧烷及有机硅的重均分子量为由凝胶渗透色谱分析的结果求出的按照聚苯乙烯换算的值。关于分离,利用非水系的多孔性凝胶(聚苯乙烯-二甲基苯共聚物),并使用甲苯作为流动相,检测中使用差示折射率仪(RI)。
<平均粒径、最大粒径、极大值>
无机填充材料的平均粒径、最大粒径及极大值使用岛津制作所制“激光衍射式粒度分布测定装置SALD-20”进行测定。就评价样品而言,向玻璃烧杯中添加50cc的纯水和要测定的无机填充材料粉末5g,使用刮勺进行搅拌,然后用超声波清洗机进行10分钟分散处理。使用玻璃吸管(spuit),将进行了分散处理的无机填充材料粉末的溶液逐滴添加至装置的取样器部中,等到吸光度稳定至能够测定。通过这样的方式,在吸光度稳定的时间点进行测定。激光衍射式粒度分布测定装置中,根据基于由传感器检测出的粒子的衍射/散射光的光强度分布的数据计算粒度分布。就平均粒径而言,将测得的粒径的值乘以相对粒子量(差分%),并除以相对粒子量的合计(100%)而求出。需要说明的是,平均粒径为粒子的平均直径,极大值可作为粒度分布的众数所对应的粒径(众数径)而求出。可以将来自求出的粒度分布的粒径的最大值作为最大粒径求出。
将试验例38~45的加工条件及评价的结果示于表5。
加热装置使用AS ONE公司制HP-1SA,温度测定装置使用 CHINO公司制FLIRi5,实施温度测定。
<导热性片材>
为了更具体地确认追随性,进行以下的试验。关于使用的导热性片材,使用试验例1中所用的组合物,参照上述试验例1的片材制作方法,得到各种不同厚度的未进行切入的导热性片材。
对该未经切入的片材的一面进行狭缝加工,得到试验例41~45 的导热性的散热间隔物(实施例)。切口的深度比例为50%,切口与切口的间隔为1.5mm,由切口产生的分区为方格状。
另外,作为比较例,对该未经切入的片材的一面进行槽(1.5mm) 加工,得到试验例38~40的导热性片材。槽的深度比例为50%。
<凸部试验·凹部试验>
在1个发热元件的面上,模拟地制作凸部和凹部,在1个面上进行凸部试验和凹部试验。凸部试验中,将夹持以相对于导热性片材的厚度成为30%压缩率的方式组装的铜制夹具的情况作为发热元件的凸部。凹部试验中,将在发热元件与树脂板之间夹持导热性片材、且夹持以相对于散热间隔物的厚度成为5%压缩率的方式组装的铜制夹具的情况作为发热元件的凹部。由此,制作了凸部·凹部试验用电子构件。
制作的凸部·凹部试验用电子构件置于加热板上,对加热板进行加热,加热至铜制夹具成为65℃。
<凸部·凹部的发热温度>
使用凸部以成为30%的方式突出的(直径)圆柱铜夹具、和凹部以成为5%压缩率的方式突出的(直径)圆柱铜夹具,使用加热板进行加热,以使得铜面成为65℃。使规定的导热性片材载置于其上。导热性片材为粘贴于厚0.5mm的PP树脂制板的状态,用ThermoViewer测定超出板的散热间隔物的温度。关于导热性片材的加热后5分钟后的温度,测定(直径)的圆柱的中心附近(直径)内的温度。测定是将片材设置于夹具后5分钟后实施的。
凸部温度差1(℃)及凹部温度差2(℃)为按照设定温度-发热温度算出的值。温度差3(凹-凸)(℃)为按照凹部温度差2-凸部温度差1算出的值。
<凸部·凹部的热阻值>
“凸部热阻值(℃/W)”“凹部热阻值(℃/W)”为对相对于加热器的电力(W)而言的温度差进行估算而得到的数值,如上述 <热阻>那样进行计算。
<接触面积·空气卷入(非接触部分)的有无的确认>
使用凸部以成为30%压缩率的方式突出的15mm2的透明丙烯酸夹具、凹部以成为5%压缩率的方式突出的15mm2的透明丙烯酸夹具,以狭缝面与丙烯酸树脂侧接触的方式夹持导热性片材。导热性片材使用预先粘贴于板的片材。观察超出丙烯酸树脂而与导热性片材接触的面,对空气的卷入、非接触部分进行确认。
作为比较品的试验例38、39、及40为进行了槽加工的导热性片材,关于作为实施品的试验例41~45,制作进行了狭缝加工的导热性片材。关于试验例38~40,即使改变槽条数,温度差凹-凸也为10℃以上,并且根据压缩率,导热性变差,与此相对,试验例41~45通过狭缝形状的效果,温度差凹-凸为5℃以下,能够得到优异的导热性片材。此外,关于试验例38~40,确认了压缩率为5%的凹部的接触面积为120mm2以下,密合面积小,在未密合的部分介在有导热率小的空气,与此相对,关于试验例41~45,确认了凹部的接触面积为220mm2以上,在大范围内密合,并且未观察到空气的介在。
附图标记说明
1、1b导热性片材;2、2b切口;3厚度;4切口的深度;5切口的间隔;10、10b电子构件;11发热构件;12冷却构件
Claims (9)
1.导热性片材,其在片材的一个或两个面具有多个切口,所述导热性片材具有由所述切口产生的多个分区,所述分区的分区数为36个/15mm2以上,所述分区的分割面积比例为5%以下,
所述片材包含无机填料,所述无机填料包含氧化铝,平均粒径为10~100μm的无机填料在总体积中为15体积%以上,平均粒径为1~10μm的无机填料在总体积中为10~30体积%,平均粒径小于1.0μm的无机填料在总体积中为5~20体积%。
2.如权利要求1所述的导热性片材,其中,由所述切口产生的面彼此的至少一部分相接触。
3.如权利要求1或2所述的导热性片材,其中,所述切口未贯通。
4.如权利要求1或2所述的导热性片材,其中,所述切口的深度的比例为片材厚度的2%~90%。
5.如权利要求1或2所述的导热性片材,其中,所述片材的压缩率为20%时的压缩应力与切入前相比降低至少5%。
6.如权利要求1或2所述的导热性片材,其中,所述片材的Asker C硬度小于40。
7.如权利要求1或2所述的导热性片材,其中,所述片材包含有机硅树脂组合物。
8.如权利要求7所述的导热性片材,其中,所述无机填料为40~85体积%。
9.如权利要求7所述的导热性片材,其中,所述有机硅树脂组合物为包含至少在末端或侧链具有乙烯基的有机聚硅氧烷、和至少在末端或侧链具有2个以上的H-Si基的有机聚硅氧烷的二液加成反应型液态有机硅。
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