CN116941030A - 导热片和导热片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供在进行压缩和释放的情况下复原力良好的导热片。一种导热片(1)，其中，纤维状填料(3)分散于粘合剂树脂(2)中，且纤维状填料(3)从截面看在厚度方向(B)上以70～90度的角度配置，在以下述条件(1)对导热片(1)进行压缩和释放的情况下，释放后的纤维状填料(3)的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。条件1：将导热片1的厚度在24小时常温下从初始厚度压缩40％后释放。

Description

导热片和导热片的制造方法

技术领域

本技术涉及导热片和导热片的制造方法。本申请以在日本于2021年2月24日申请的日本专利申请号特愿2021-027117和在日本于2021年3月29日申请的日本专利申请号特愿2021-055268为基础而主张优先权，这些申请通过参照而引用于本申请。

背景技术

以往，搭载于个人计算机等各种电气设备、其他设备的半导体元件通过驱动而产生热，若所产生的热蓄积，则有可能对半导体元件的驱动、周边设备产生不良影响，因此使用了各种冷却方法。

作为具有半导体元件的设备的冷却方法，已知有在该设备上安装风扇来冷却设备壳体内的空气的方法；在半导体元件上安装散热片、散热板等散热器的方法；浸渍于氟系非活性液体的方式等。在将散热器安装于半导体元件来进行冷却的情况下，为了高效地释放半导体元件的热，在半导体元件与散热器之间设置导热片。

作为导热片的一例，广泛使用在粘合剂树脂中分散含有填充剂(例如碳纤维等导热性填料)的导热片(例如参照专利文献1)。

然而，个人计算机的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)等电子部件随着其高速化、高性能化，存在散热量逐年增大的倾向。但是，处理器等的芯片尺寸由于微细硅电路技术的进步而成为与以往同等以下的小尺寸，每单位面积的热流速变高。为了避免由这样的电子部件温度上升引起的不良情况等，要求更高效地对电子部件进行散热、冷却。

为了提高导热片的散热特性，例如要求降低作为表示热传递难度的指标的热阻。为了降低导热片的热阻，例如提高导热片相对于发热体(例如电子部件)、散热体(例如散热器)的密合性是有效的。

但是，将用于形成导热片的导热成形体切片而成的导热片的表面通常存在凹凸，因此存在缺乏密合性的倾向。若导热片表面的密合性不足，则在安装工序中，导热片对发热体、散热体的密合性变差，存在难以充分降低导热片的热阻的倾向。特别是在导热片的压缩应力低的情况下，一旦将导热片压缩(压扁)则回弹力小，因此在发热体与散热体之间的间隙打开时，存在配置于发热体与散热体之间的导热片难以追随该间隙的倾向。

已知：通过对将导热成形体切片而制作的导热片的表面进行压制的方法、将对导热成形体切片而制作的导热片长时间静置，从而使粘合剂成分渗出到导热片的表面，改善导热片与被粘物的密合性的方法(例如参照专利文献2、3)。

但是，即使对导热片的表面进行压制，有时粘合剂成分也不会均匀地渗出到导热片的表面，根据导热片的表面部位而有可能产生密合性的偏差。另外，在将导热片长时间静置的情况下，也存在与对导热片的表面进行压制的情况同样的倾向。另外，在以往的技术中，对于在进行导热片的压缩和释放的情况下导热片的复原力、特别是纤维状填料的复原力是否变得良好，还未进行研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-23335号公报

专利文献2：日本特开2015-029076号公报

专利文献3：日本特开2015-029075号公报

发明内容

发明要解决的课题

本技术是鉴于这样的以往的实际情况而提出的，提供在对导热片进行压缩和释放的情况下复原力良好的导热片。

用于解决课题的方法

本申请发明人等进行了研究，结果发现，在对于纤维状填料分散于粘合剂树脂、且纤维状填料从截面看在厚度方向上以70度～90度的角度配置的导热片进行压缩和释放的情况下，在压缩释放后纤维状填料的复原力良好，由此能够抑制热阻的恶化。

本技术为一种导热片，其中，纤维状填料分散于粘合剂树脂中，且纤维状填料从截面看在厚度方向上以70度～90度的角度配置，在以下述条件1对导热片进行压缩和释放的情况下，释放后的纤维状填料的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。

条件1：将该导热片的厚度在24小时常温下从初始厚度压缩40％后释放。

本技术涉及的导热片的制造方法具有：制备包含粘合剂树脂和纤维状填料的导热组合物的工序；由导热组合物形成成形体块的工序；以及将成形体块切成片状而得到导热片的工序，导热片为上述的导热片。

发明效果

根据本技术，能够提供在对导热片进行压缩和释放的情况下复原力良好的导热片。

附图说明

[图1]图1是表示导热片的一例的截面图。

[图2]图2是用于说明测定导热片中的纤维状填料的配置角度的方法的一例的立体图。

[图3]图3是用于说明测定导热片中的纤维状填料的配置角度的方法的一例的立体图。

[图4]图4是表示压缩前后的导热片的一例的截面图。

[图5]图5是表示应用了导热片的半导体装置的一例的截面图。

[图6]图6是压缩前的导热片的截面的数码显微镜照片。

[图7]图7是压缩释放后的导热片的截面的数码显微镜照片。

具体实施方式

本技术涉及的导热片中，纤维状填料分散于粘合剂树脂中，纤维状填料从截面看在厚度方向上以70度～90度的角度配置。另外，在本技术涉及的导热片以下述条件1进行压缩和释放的情况下，压缩释放后的纤维状填料的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。

条件1：将该导热片的厚度在24小时常温下从初始厚度压缩40％后释放。

这样，在本技术的导热片如条件1那样进行压缩和释放时的复原力、特别是纤维状填料的复原力良好。即，本技术的导热片即使如条件1那样大幅度压扁，也会大幅度恢复。在此，纤维状填料的复原力是指在以上述条件1进行了导热片的压缩和释放的情况下，压缩释放前后的导热片从截面看纤维状填料的配置角度的偏差程度。纤维状填料的复原力良好是指在以条件1进行了导热片的压缩和释放的情况下，压缩释放后的纤维状填料的配置角度从导热片的截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。在将本技术涉及的导热片配置于发热体(例如IC(Integrated Circuit：集成电路))与散热体(例如散热器)之间的情况下，即使发热体与散热体之间的间隙打开，也能够使导热片中的纤维状填料容易且迅速地追随该间隙。由此，能够抑制导热片的热阻恶化。

图1是表示导热片的一例的截面图。导热片1包含粘合剂树脂2和纤维状填料3，纤维状填料3从截面看在厚度方向B上以70度～90度的角度配置。换言之，在导热片1中，纤维状填料3的长轴相对于导热片1的面方向A以70度～90度的范围配置。另外，导热片1还可以进一步包含纤维状填料3以外的其他导热材料4。

而且，在导热片1以上述条件1进行了压缩和释放的情况下，压缩释放后的纤维状填料3的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。即，导热片1存在压缩释放前后的纤维状填料3的角度差为10度以内、压缩释放后的纤维状填料3的角度容易恢复到压缩前的角度(位置)的倾向。

关于上述条件1的详细情况，例如，在将厚度2mm、直径29mm的导热片1(样品)在24小时常温下从初始厚度(相对于初始厚度)压缩40％并释放压缩起3分钟后，测定导热片1中的纤维状填料3的配置角度。在条件1中，将导热片1的尺寸设为直径29mm的点、将温度设为常温的点依据JIS K6262。另外，在JIS K6262中，时间为选择项，条件1的“24小时”是该标准所规定的时间之一。关于基于条件1的压缩，更详细而言，首先，测定导热片1的厚度，将导热片1加工成直径29mm。将加工后的导热片1(样品)夹在以SUS304为表面的夹具中，相对于样品的厚度压缩40％。在压缩时，将样品厚度的60％厚的间隔物夹在螺丝部并拧紧螺丝。在拧紧螺丝后，为了确认是否能够将样品压缩至预定的厚度，确认间隔物不会偏移移动。需要说明的是，在表面具有粘着性的样品的情况下，也可以夹在未附着粘着物(样品)的膜中进行压缩。“常温”是指JIS K0050：2019(化学分析方法通则)中规定的15～25℃的范围。

在导热片中，若压缩释放前后的纤维状填料3的角度差超过10度，则在将导热片配置于发热体与散热体之间的情况下，在发热体与散热体之间的间隙打开时，难以使导热片追随该间隙，作为结果存在导热片的热阻容易恶化的倾向。关于导热片1，压缩释放前后的纤维状填料3的角度差越小越优选，可以为8度以内，可以为7度以内，可以为6度以内，可以为5.6度以内，可以为5.2度以内，可以为4度以内，可以为3.8度以内，也可以为3.8～5.6度的范围。

以上述条件1对导热片1进行压缩之前的纤维状填料3只要从导热片1的截面看在导热片1的厚度方向B上以70～90度的角度配置即可，可以为80～84度的范围，也可以为81.9～83.1度的范围。另外，将导热片1以上述条件1压缩释放后的纤维状填料3从导热片1的截面看在导热片1的厚度方向B上也优选以70～90度的角度配置，例如可以为70～80度的范围，也可以为77.0～77.9度的范围。

导热片1也可以从截面看在厚度方向B上不以70度～90度的角度配置全部的纤维状填料3。图2和图3是用于说明测定导热片1中的纤维状填料3的配置角度的方法的一例的立体图。图2、3中，箭头A表示样品(导热片1)的面方向，箭头B表示样品(导热片1)的厚度方向。例如，如图2所示，由导热片1准备厚度2mm、直径29mm的样品5，将样品5的俯视(顶视)时的中央部沿厚度方向B切断为预定的宽度，如图3所示，在切断后的样品6的切断面6A中，在距外周5mm内侧且上下1/3的范围6B中，测定5处任意纤维状填料3的角度而得到的平均值可以为70～90度的范围。

图4是表示压缩前后的导热片的一例的截面图。图4中的箭头是指以条件1对导热片1(切断后的样品6)进行压缩。即，图4中的箭头的上侧是以条件1进行压缩前的导热片1(切断后的样品6)的一例，图4中的箭头的下侧是以条件1压缩后的导热片1(切断后的样品6)的一例。切断面6A中的范围6B与除其以外的范围(例如切断后的样品6的切断面6A的中心部6Ac)相比，例如压缩后的导热片1中的纤维状填料3难以在厚度方向B上变密，有容易表现出压缩释放前后的纤维状填料3的角度变化的倾向。另外，切断面6A中的范围6B与除其以外的范围(例如切断面6A的中心部6Ac)相比，以上述条件1将导热片1压缩时，有更容易受力而倾倒的倾向，因此认为有压缩释放前后的纤维状填料3的角度变化容易更显著地表现出来的倾向。

另外，本技术涉及的导热片1在如条件1那样进行了压缩和释放时的复原力良好，能够减小压缩释放前后的纤维状填料3的角度差，除此以外还能够减小压缩释放前后的导热片1的外形尺寸变化。

例如，可以将厚度2mm、直径29mm的导热片1、即样品5在24小时常温下压缩40％并释放后3分钟后的样品5的直径设为32.0mm以下，也可以设为31.0mm以下，也可以设为30.0mm以下，也可以设为29.9mm以下，也可以设为29.6mm以下，也可以设为29.5mm以下，也可以设为29.5～29.9mm的范围。

这样，在将导热片1配置于发热体与散热体之间的情况下，即使发热体与散热体之间的间隙打开，也能够使导热片1的外形尺寸和导热片1中的纤维状填料3追随该间隙。因此，能够更有效地抑制导热片1的热阻恶化。另外，由于导热片1能够减小压缩释放前后的外形尺寸的变化，因此能够根据发热体(例如IC)的形状对导热片1进行加工，能够更高效地冷却发热体的整个表面。

导热片1优选较柔软，例如优选肖氏OO型的硬度为25～40。通过使导热片1的硬度为这样的范围，压缩释放后的导热片1中的纤维状填料3、导热片1的外形尺寸的复原力变得更良好。另外，导热片1对被粘物的追随性变得更良好。导热片1的硬度可以通过后述的实施例的方法进行测定。

在此，作为具有复原性的导热片，可举出橡胶片。但是，橡胶片通常肖氏OO型的硬度高(硬)，例如对作为发热体的IC、作为散热体的散热器的负荷高。另外，作为比橡胶片柔软的导热剂，可举出润滑脂(液态)。但是，润滑脂对于作为发热体的IC的形状追随性、复原性低。在此，在压缩率低的区域(相对于初始厚度小于40％的压缩)中，即使是较硬的导热片也能够压扁，能够在压扁导热片后恢复纤维状填料的角度、导热片的外形尺寸。但是，在硬的导热片中，若如条件1那样相对于初始厚度将导热片压缩40％，则会发生破坏(例如导热片产生龟裂等)，存在难以恢复纤维状填料的角度、导热片的外形尺寸的倾向。另外，在硬的导热片中，对导热片进行加压(压缩)需要很大的力。另一方面，本技术涉及的导热片1能够将肖氏OO型的硬度调节为25～40，比橡胶片柔软，与润滑脂(液态)片相比复原性、对被粘物的形状追随性良好。即，导热片1虽然肖氏OO型的硬度为25～40而柔软，但复原性良好，即使在以条件1进行压缩时，纤维状填料3的角度、导热片1的外形尺寸也容易恢复。

导热片1的厚度没有特别限定，可以根据目的适当选择。例如，导热片1的厚度可以设为0.05mm以上，也可以设为0.1mm以上。另外，导热片1的厚度的上限值可以设为5mm以下，可以为4mm以下，也可以为3mm以下。从操作性的观点出发，导热片1的厚度优选为0.1～4mm。导热片1的厚度例如可以在任意5处测定导热片1的厚度，由其算术平均值求出。

以下，对导热片1的构成要素的具体例进行说明。导热片1例如包含粘合剂树脂2、纤维状填料3和其他导热材料4。

＜粘合剂树脂＞

粘合剂树脂2用于将纤维状填料3、其他导热材料4保持在导热片1内。粘合剂树脂2根据导热片1所要求的机械强度、耐热性、电性质等特性来选择。作为粘合剂树脂2，可以从热塑性树脂、热塑性弹性体、热固性树脂中选择。

作为热塑性树脂，可列举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等乙烯-α烯烃共聚物、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯等氟系聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂、聚亚苯基-醚共聚物(PPE)树脂、改性PPE树脂、脂肪族聚酰胺类、芳香族聚酰胺类、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯等聚甲基丙烯酸酯类、聚丙烯酸类、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚腈、聚醚酮、聚酮、液晶聚合物、有机硅树脂、离聚物等。

作为热塑性弹性体，可列举出苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或其氢化物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物或其氢化物、苯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性弹性体、氯乙烯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑性弹性体等。

作为热固性树脂，可列举出交联橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等。作为交联橡胶的具体例，可列举出天然橡胶、丙烯酸橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙烯-丙烯共聚橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶和有机硅橡胶。

作为粘合剂树脂2，例如如果考虑电子部件的发热面与散热器面的密合性，则优选有机硅树脂。作为有机硅树脂，例如可以使用由以具有烯基的有机硅为主成分且含有固化催化剂的主剂和具有氢化甲硅烷基(Si-H基)的固化剂构成的双液型的加成反应型有机硅树脂。作为具有烯基的有机硅，例如可以使用具有乙烯基的聚有机硅氧烷。固化催化剂是用于促进具有烯基的有机硅中的烯基与具有氢化甲硅烷基的固化剂中的氢化甲硅烷基的加成反应的催化剂。作为固化催化剂，可列举出作为氢化甲硅烷化反应中使用的催化剂而公知的催化剂，例如可以使用铂族系固化催化剂，例如铂、铑、钯等铂族金属单质、氯化铂等。作为具有氢化甲硅烷基的固化剂，例如可以使用具有氢化甲硅烷基的聚有机硅氧烷。粘合剂树脂2可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

导热片1中的粘合剂树脂2的含量没有特别限定，可以根据目的适当选择。例如，从导热片1的柔软性、复原性的观点出发，导热片1中的粘合剂树脂2的含量可以设为20体积％以上，可以为25体积％以上，可以为30体积％以上，也可以为33体积％以上。另外，从导热片1的热导率、复原性的观点出发，导热片1中的粘合剂树脂2的含量可以设为70体积％以下，可以为60体积％以下，可以为50体积％以下，可以为41体积％以下，也可以为39体积％以下。另外，从导热片1的复原性的观点出发，导热片1中的粘合剂树脂2的含量例如优选设为20～50体积％，更优选设为超过35体积％且41体积％以下，进一步优选设为39～41体积％。

＜纤维状填料＞

导热片1包含纤维状填料3。纤维状填料3包含具有长轴和短轴且长轴与短轴的长度不同、纵横比(平均长轴长度/平均短轴长度)超过1的形状的纤维状填料。纤维状填料3可以单独使用一种，也可以并用两种以上。纤维状填料3可以根据目的适当选择，例如可以使用金属纤维、碳纤维等，优选碳纤维。

碳纤维例如可以使用沥青系碳纤维、PAN系碳纤维、将PBO纤维石墨化而成的碳纤维、通过电弧放电法、激光蒸发法、CVD法(化学气相生长法)、CCVD法(催化剂化学气相生长法)等合成的碳纤维。其中，从导热性的观点出发，优选沥青系碳纤维。

纤维状填料3的平均纤维长度(平均长轴长度)例如可以设为50～250μm，也可以为75～220μm。另外，纤维状填料3的平均纤维直径(平均短轴长度)可以根据目的适当选择，例如可以设为4～20μm，也可以为5～14μm。纤维状填料3的纵横比可以根据目的适当选择，例如，从导热性的观点考虑，例如可以设为8以上，也可以为9～30。纤维状填料3的平均长轴长度和平均短轴长度例如可以利用显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)进行测定。

碳纤维可以根据目的由绝缘被膜被覆表面。这样，作为碳纤维，可以使用绝缘被覆碳纤维。绝缘被覆碳纤维具有碳纤维和在碳纤维表面的至少一部分的绝缘皮膜，根据需要，也可以含有其他成分。

绝缘皮膜由具有电绝缘性的材料构成，例如由氧化硅、聚合性材料的固化物形成。聚合性材料例如为自由基聚合性材料，可列举具有聚合性的有机化合物、具有聚合性的树脂等。自由基聚合性材料只要是利用能量进行自由基聚合的材料，就可以根据目的适当选择，例如可列举具有自由基聚合性双键的化合物。作为自由基聚合性双键，例如，可以举出乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等。从包含耐热性、耐溶剂性的强度的观点考虑，具有自由基聚合性双键的化合物中的自由基聚合性双键的个数优选为2个以上。具有2个以上自由基聚合性双键的化合物例如可列举出二乙烯基苯(Divinylbenzene：DVB)、具有2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物。自由基聚合性材料可以单独使用一种，也可以并用两种以上。自由基聚合性材料的分子量可以根据目的适当选择，例如可以设为50～500的范围。在绝缘皮膜由聚合性材料的固化物形成的情况下，绝缘被膜中的来自聚合性材料的结构单元的含量例如可以设为50质量％以上，也可以设为90质量％以上。

绝缘皮膜的平均厚度可以根据目的适当选择，从实现高绝缘性的观点出发，可以设为50nm以上，可以为100nm以上，也可以为200nm以上。绝缘被膜的平均厚度的上限值例如可以设为1000nm以下，也可以为500nm以下。绝缘被膜的平均厚度例如可以通过透射型电子显微镜(TEM)观察来求出。

作为利用绝缘皮膜被覆碳纤维的方法，例如可列举出溶胶凝胶法、液相堆积法、聚硅氧烷法、日本特开2018-98515号公报中记载的在碳纤维表面的至少一部分形成由聚合性材料的固化物构成的绝缘皮膜的方法等。

从导热片1的导热性的观点出发，导热片1中的纤维状填料3的含量例如可以设为5体积％以上，也可以设为10体积％以上，也可以设为14体积％以上，也可以设为20体积％以上，也可以设为25体积％以上。另外，从导热片1的成形性的观点出发，导热片1中的纤维状填料3的含量例如可以设为30体积％以下，也可以设为28体积％以下，也可以设为25体积％以下，也可以设为23体积％以下。导热片1中的纤维状填料3的含量例如可以设为5～50体积％，优选设为14～25体积％。在并用两种以上的纤维状填料3的情况下，其合计量优选满足上述含量。

＜其他导热材料＞

其他导热材料4是上述纤维状填料3以外的导热材料，例如可列举出无机填料。其他导热材料4的形状例如可列举出球状、破碎状、椭圆球状、块状、粒状、扁平状等。从填充性的观点出发，其他导热材料4的形状优选破碎状、球状、椭圆球状等，从导热片1的复原性、特别是在对导热片1进行压缩和释放的情况下释放后使纤维状填料3的复原力更良好的观点出发，优选破碎状。需要说明的是，破碎状是指例如具有长轴和短轴且长轴方向与短轴方向的长度之比为10以下的形状。其他导热材料4可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

其他导热材料4例如是无机填料，具体而言，可以使用氧化铝(氧化铝、蓝宝石)、氮化铝、氢氧化铝、铝、氧化锌等。特别是，从导热片1的复原性、热导率的观点出发，优选使用氢氧化铝和氧化铝中的至少一种，作为具体例，可列举出单独使用氧化铝的方式、单独使用氢氧化铝的方式。

氧化铝粒子的平均粒径(D50)例如可以设为0.1～10μm，可以为0.1～8μm，可以为0.1～7μm，也可以为0.1～2μm。氢氧化铝粒子的平均粒径(D50)例如可以设为0.1～10μm，可以为0.1～8μm，可以为0.1～7μm，也可以为0.1～2μm。

其他导热材料4的平均粒径是指，在将其他导热材料4的粒径分布整体设为100％的情况下，从粒径分布的小粒径侧求出粒径的值的累积曲线时，该累积值为50％时的粒径。粒度分布(粒径分布)是根据体积基准求出的。作为粒度分布的测定方法，例如可举出使用激光衍射型粒度分布测定机的方法。

其他导热材料4也可以实施表面处理。作为表面处理，例如可举出利用烷氧基硅烷化合物等偶联剂对其他导热材料4进行处理。偶联剂的处理量例如相对于其他导热材料4的总量可以设为0.1～1.5体积％的范围。

烷氧基硅烷化合物是具有硅原子(Si)所具有的4个键中的1～3个与烷氧基键合、剩余的键与有机取代基键合的结构的化合物。作为烷氧基硅烷化合物所具有的烷氧基，例如可列举出甲氧基、乙氧基、丁氧基等。作为烷氧基硅烷化合物的具体例，可列举出三甲氧基硅烷化合物、三乙氧基硅烷化合物等。

导热片1中的其他导热材料4的含量没有特别限定，可以根据目的适当选择。在导热片1包含其他导热材料4的情况下，从导热片1的复原性、热导率的观点出发，导热材料4的含量可以设为超过21体积％，可以为36体积％以上，可以为40体积％以上，也可以为42体积％以上。另外，从导热片1的复原性的观点出发，导热片1中的其他导热材料4的含量可以设为50体积％以下，可以为45体积％以下，也可以为40体积％以下。从使导热片1的复原性更良好的观点出发，导热片1中的其他导热材料4的含量例如优选设为36～45体积％。在并用两种以上的其他导热材料4的情况下，其合计量优选满足上述含量。

在导热片1包含纤维状填料3和其他导热材料4的情况下，从导热片1的复原性、热导率的观点出发，导热片1中的纤维状填料3和其他导热材料4的含量的合计可以设为50体积％以上，可以为55体积％以上，可以为59体积％以上，也可以为60体积％以上。另外，从导热片1的复原性的观点出发，导热片1中的纤维状填料3与其他导热材料4的含量的合计可以设为小于77体积％，可以为67体积％以下，可以为65体积％以下，可以为64体积％以下，可以为63体积％以下，可以为62体积％以下，也可以为61体积％以下。导热片1中的纤维状填料3与其他导热材料4的含量的合计例如优选设为59体积％以上且小于65体积％。

导热片1可以在不损害本技术的效果的范围内进一步含有上述成分以外的其他成分。作为其他成分，例如可列举出分散剂、固化促进剂、延迟剂、增粘剂、增塑剂、阻燃剂、抗氧化剂、稳定剂、着色剂等。

＜导热片的制造方法＞

本技术的导热片的制造方法具有：制备包含粘合剂树脂2和纤维状填料3的导热组合物的工序(以下，也称为工序A)；由导热组合物形成成形体块的工序(以下，也称为工序B)；以及将成形体块切成片状而得到导热片1的工序(以下，也称为工序C)。

如上所述，工序C中得到的导热片1中，纤维状填料3分散于粘合剂树脂2中，纤维状填料3从截面看在厚度方向B上以70～90度的角度配置。并且，在以上述条件1对导热片1进行压缩和释放的情况下，压缩释放后的纤维状填料3的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。

通过本制造方法得到的导热片1在如条件1那样进行压缩和释放时的复原力、特别是纤维状填料3的复原力良好。因此，在将导热片1配置于发热体与散热体之间的情况下，即使发热体与散热体之间的间隙打开，也能够使导热片1中的纤维状填料3容易且迅速地追随该间隙。由此，能够抑制导热片1的热阻恶化。

[工序A]

在工序A中，制备包含粘合剂树脂2和纤维状填料3的导热组合物。导热组合物也可以包含上述其他导热材料4。导热组合物可以与各种添加剂、挥发性溶剂一起通过公知的方法均匀地混合。

[工序B]

在工序B中，由导热组合物形成成形体块。作为成形体块的形成方法，可列举出挤出成形法、模具成形法等。作为挤出成形法、模具成形法，没有特别限制，可以根据导热组合物的粘度、导热片1所要求的特性等从公知的各种挤出成形法、模具成形法中适当采用。例如，在挤出成形法中，将导热组合物从模头挤出时，或者在模具成形法中，将导热组合物压入至模具时，粘合剂树脂2流动，纤维状填料3的长轴沿着其流动方向取向。

成形体块的大小、形状可以根据所要求的导热片的大小来决定。例如，可列举出截面的纵向大小为0.5～15cm且横向大小为0.5～15cm的长方体。长方体的长度根据需要决定即可。在挤出成形法中，容易形成由导热组合物的固化物构成、且纤维状填料3的长轴在挤出方向上取向的柱状的成形体块。

所得到的成形体块优选进行热固化。热固化中的固化温度可以根据目的适当选择，例如，在粘合剂树脂2为有机硅树脂时，可以设为60℃～120℃的范围。热固化中的固化时间例如可以设为30分钟～10小时的范围。

[工序C]

在工序C中，将成形体块切成片状，得到纤维状填料3的长轴在厚度方向B上取向的导热片1。在通过切片得到的片的表面(切片面)上露出纤维状填料3。作为切片的方法，没有特别限制，可以根据成形体块的大小、机械强度从公知的切片装置中适当选择。作为切片装置，例如可举出超声波切割器、刨子(刨)等。作为成形体块的切片方向，在成形方法为挤出成形法的情况下，由于也有纤维状填料3的长轴在挤出方向上取向的情况，因此相对于挤出方向优选为60～120度，更优选为70～100度的方向，进一步优选为90度(垂直)的方向。

这样，在具有工序A、工序B和工序C的制造方法中，能够得到一种导热片1，其为纤维状填料3分散于粘合剂树脂2中的导热片1，纤维状填料3从截面看在厚度方向B上以70～90度的角度配置，在以上述条件1进行压缩和释放的情况下，压缩释放后的纤维状填料3的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。

导热片1的制造方法不限定于上述例子，例如也可以在工序C之后进一步具有对切片面进行压制的工序D。在具有这样的工序D的制造方法中，工序C中得到的导热片1的表面被进一步平滑化，能够进一步提高与其他构件的密合性。作为压制的方法，可以使用由平盘和表面平坦的压头构成的一对压制装置。另外，也可以用夹送辊对导热片1的表面进行压制。

压制时的压力例如可以设为0.1～100MPa的范围，可以为0.1～1MPa的范围，也可以为0.1～0.5MPa的范围。压制时间可以根据压制时的压力、片面积等适当选择，例如可以设为10秒～5分钟的范围，也可以为30秒～3分钟的范围。

作为一个方式，可以使用内置有加热器的压头一边进行加热一边进行压制。压制温度例如可以设为0～180℃的范围，可以为室温(例如25℃)～100℃的范围，也可以为30～100℃的范围。为了进一步提高压制的效果、缩短压制时间，可以在构成成形体片的粘合剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)以上进行压制。

＜电子设备＞

导热片1例如可以通过配置在发热体与散热体之间来制成为了将发热体中产生的热释放到散热体而配置在它们之间的结构的电子设备(热器件)。电子设备至少具有发热体、散热体和导热片1，根据需要，还可以具有其他构件。

作为发热体，没有特别限定，例如可举出CPU、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理器)、DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取内存)、闪存等集成电路元件、晶体管、电阻器等在电路中发热的电子部件等。另外，发热体也包括通信设备中的光收发器等接收光信号的部件。

作为散热体，没有特别限定，例如可列举出散热器、散热装置等与集成电路元件、晶体管、光收发器壳体等组合使用的散热体。作为散热器、散热装置的材料，例如可列举铜、铝等。作为散热体，除了散热装置、散热器以外，只要是传导从热源产生的热并使其向外部扩散的散热体即可，例如可以举出散热器、冷却器、压料垫、印刷基板、冷却风扇、珀耳帖元件、热管、均温板、金属罩、壳体等。热管例如为圆筒状、大致圆筒状或扁平筒状的中空结构体。

图5是表示应用了导热片的半导体装置的一例的截面图。例如，如图5所示，导热片1安装于在各种电子设备中内置的半导体装置50，被夹持在发热体与散热体之间。图5所示的半导体装置50具备电子部件51、散热装置52和导热片1，导热片1被夹持在散热装置52与电子部件51之间。通过将导热片1夹持在散热装置52与散热器53之间，从而与散热装置52一起构成对电子部件51的热进行散热的散热构件。导热片1的安装场所不限于散热装置52与电子部件51之间、散热装置52与散热器53之间，可以根据电子设备、半导体装置的构成适当选择。散热装置52例如形成为方形板状，具有与电子部件51相对的主面52a和沿着主面52a的外周竖立设置的侧壁52b。散热装置52在被侧壁52b包围的主面52a设置导热片1，在与主面52a相反侧的另一面52c隔着导热片1设置散热器53。

实施例

以下，对本技术的实施例进行说明。本技术并不限于这些实施例。

＜实施例1＞

在实施例1中，如表1所示，在2液性的加成反应型液态有机硅树脂％中混合用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径2μm的氧化铝粒子45体积％和作为纤维状填料的平均纤维长度200μm的沥青系碳纤维14体积％，制备有机硅组合物。需要说明的是，2液性的加成反应型液态有机硅树脂使用41体积％以聚有机硅氧烷为主成分的物质，将完成后的片的肖氏OO型的硬度调节为25。将得到的有机硅组合物在中空四棱柱状的模具(50mm×50mm)中挤出成形，成型出50mm□的有机硅成型体。将有机硅成型体在烘箱中以100℃加热6小时，制成有机硅固化物。将有机硅固化物用切片机切断成厚度为2.0mm，得到导热片。

＜实施例2＞

在实施例2中，如表1所示，使用用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径1.2μm的破碎状的氢氧化铝粒子45体积％代替用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径2μm的氧化铝粒子45体积％，并且将完成后的片的肖氏OO型的硬度调节为30，除此以外，与实施例1同样地得到导热片。

＜实施例3＞

在实施例3中，如表1所示，在2液性的加成反应型液态有机硅树脂中混合用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径4μm的氧化铝粒子36体积％和作为纤维状填料的平均纤维长度120μm的沥青系碳纤维25体积％，制备有机硅组合物，并且，作为2液性的加成反应型液态有机硅树脂，使用39体积％以聚有机硅氧烷为主成分的物质，将完成后的片的肖氏OO型的硬度调节为40，除此以外，与实施例1同样地得到导热片。

＜比较例1＞

在比较例1中，如表1所示，在2液性的加成反应型液态有机硅树脂中混合用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径4μm的氧化铝粒子42体积％和作为纤维状填料的平均纤维长度150μm的沥青系碳纤维23体积％，制备有机硅组合物，并且，作为2液性的加成反应型液态有机硅树脂，使用35体积％以聚有机硅氧烷为主成分的物质，将完成后的片的肖氏OO型的硬度调节为40，除此以外，与实施例1同样地得到导热片。

＜比较例2＞

在比较例2中，如表1所示，在2液性的加成反应型液态有机硅树脂中混合用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径4μm的氧化铝粒子21体积％、平均粒径1.3μm的氮化铝粒子24体积％、和作为纤维状填料的平均纤维长度150μm的沥青系碳纤维22体积％，制备有机硅组合物，并且，作为2液性的加成反应型液态有机硅树脂，使用33体积％以聚有机硅氧烷为主成分的物质，将完成后的片的肖氏OO型的硬度调节为50，除此以外，与实施例1同样地得到导热片。

＜比较例3＞

在比较例3中，如表1所示，在2液性的加成反应型液态有机硅树脂中混合用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径4μm的氧化铝粒子36体积％、平均粒径1.3μm的氮化铝粒子25体积％和平均粒径15μm的铝粉末16体积％，制备有机硅组合物，并且，作为2液性的加成反应型液态有机硅树脂，使用23体积％以聚有机硅氧烷为主成分的物质，将完成后的片的肖氏OO型的硬度调节为40，除此以外，与实施例1同样地得到导热片。这样，在比较例3中，得到不含碳纤维的导热片。

＜体热导率＞

体热导率是通过依据ASTM-D5470的方法测定各导热片的热阻，以横轴为测定时的导热片的厚度(mm)，以纵轴为导热片的热阻(℃·cm²/W)绘制曲线，由该绘制曲线的倾斜度算出导热片的体热导率(W/m·K)。关于导热片的热阻，准备3种厚度不同的导热片，对各个厚度的导热片进行测定。将结果示于表1。

＜评价用样品的制作＞

将实施例和比较例中得到的导热片加工成直径29mm，准备评价用的样品。样品准备3张以上，用于(1)外形尺寸确认用、(2)压缩前的截面观察用、(3)压缩释放后的截面观察用。

＜压缩释放后的样品的外形尺寸＞

压缩释放后的样品的外形尺寸是使用游标卡尺以目测测定最大长度和最短长度，取其平均值。具体而言，将厚度2mm、直径29mm的样品在24小时常温下相对于初始厚度压缩40％，从压缩释放起3分钟后测定样品的外形尺寸。将结果示于表1。

＜压缩前的碳纤维的倾斜度＞

压缩前的样品5(导热片1)的截面观察如图2所示，用剃刀刀刃将样品5的中央部在厚度方向B上切断成5mm宽度，得到样品6。然后，如图3所示，在样品6中，在距外周5mm内侧且截面的上下1/3的范围6B内，测定5处任意碳纤维3A的角度并求出平均值。碳纤维3A的角度测定使用显微镜VHX-5000(KEYENCE公司制)以倍率100倍进行。碳纤维3A的5处的角度测定是在平行取出样品6后，以碳纤维3A的角度从0度到90度的方式进行测量。

图6是压缩前的导热片的截面的数码显微镜照片。作为一例，对实施例3的样品6中的碳纤维的角度计算方法进行说明。如图6所示的“[6]93度”那样，角度超过90度的情况设为180度-93度＝87度。压缩前的实施例3的样品6中的碳纤维3A的5处的角度为87度、79度、82度、93度(87度)、78度，平均为82.6度。将结果示于表1。

＜压缩释放后的碳纤维的倾斜度＞

压缩释放后的样品6的截面观察与压缩前的样品6的截面观察同时进行。将图2所示的样品5在24小时常温下相对于初始厚度压缩40％，从压缩释放起3分钟后，如图2、3所示，用剃刀刀刃将压缩释放后的样品5的中央部在厚度方向B上切断成5mm宽度，得到样品6。在该样品6的切断面(表面)中，在距外周5mm内侧且截面的上下1/3的范围6B中，测定5处任意碳纤维3A的角度并求出平均值。

图7是压缩释放后的导热片的截面的数码显微镜照片。作为一例，对实施例3的样品6中的碳纤维3A的角度计算方法进行说明。如图7所示，压缩释放后的实施例3的样品6中的碳纤维3A的5处的角度为74度、79度、70度、78度、84度，平均为77.0度。将结果示于表1。

＜压缩释放前后的碳纤维的角度差＞

求出压缩释放前后的样品6中的碳纤维3A的5处的角度的平均之差(度)。将结果示于表1。

＜肖氏OO型的硬度＞

导热片的肖氏OO型的硬度是通过依据ASTM-D2240的测定方法，将5张2mm厚的导热片重叠制成10mm厚，作为单面5处、两面合计10处测定的测定结果的平均值。将结果示于表1。

[表1]

可知：对于实施例1～3中得到的导热片，纤维状填料3分散于粘合剂树脂2中，纤维状填料3从截面看在厚度方向B上以70～90度的角度配置，在以上述条件1进行压缩和释放的情况下，压缩释放后的纤维状填料3的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围。即可知，实施例1～3中得到的导热片在如条件1那样进行压缩和释放时的复原力、特别是碳纤维3A(纤维状填料3)的复原力良好。因此，在将实施例1～3中得到的导热片配置于发热体与散热体之间的情况下，即使发热体与散热体之间的间隙打开，也能够使导热片中的纤维状填料3容易且迅速地追随该间隙。由此认为，实施例1～3中得到的导热片能够抑制热阻的恶化。

另外可知，将实施例1～3中得到的导热片设为厚度2mm、直径29mm，且在24小时常温下压缩40％并释放后3分钟后的直径为32.0mm以下。即可知，实施例1～3中得到的导热片的压缩释放后的外形尺寸的变化小。

另一方面可知，在比较例1、2中得到的导热片以上述条件1进行压缩和释放的情况下，压缩释放后的纤维状填料3的配置角度从截面看不在压缩前的角度的10度以内的范围。即可知，比较例1、2中得到的导热片与实施例1～3的导热片相比，如条件1那样进行压缩和释放时的复原力、特别是碳纤维3A(纤维状填料3)的复原力不佳。另外可知，比较例1～3中所得的导热片的压缩释放后的外形尺寸的变化大于实施例1～3。

符号说明

1导热片、2粘合剂树脂、3纤维状填料、3A碳纤维、4其他导热材料、5样品、6切断后的样品、6A切断面、6Ac中心部、50半导体装置、51电子部件、52散热装置、52a主面、52b侧壁、52c另一面、53散热器。

Claims (11)

1.一种导热片，其中，纤维状填料分散于粘合剂树脂中，并且所述纤维状填料从截面看在厚度方向上以70～90度的角度配置，

在以下述条件1对该导热片进行压缩和释放的情况下，释放后的所述纤维状填料的配置角度从截面看处于压缩前的角度的10度以内的范围，

条件1：将该导热片的厚度在24小时常温下从初始厚度压缩40％后释放。

2.根据权利要求1所述的导热片，厚度2mm、直径29mm的该导热片在24小时常温下压缩40％并且释放后3分钟后的直径为32.0mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的导热片，所述纤维状填料的含量为5～50体积％。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的导热片，所述粘合剂树脂的含量为20～50体积％。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的导热片，肖氏OO型的硬度为25～40。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的导热片，所述粘合剂树脂为有机硅树脂。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的导热片，所述纤维状填料为沥青系碳纤维。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的导热片，其进一步包含所述纤维状填料以外的其他导热材料，

所述纤维状填料与所述其他导热材料的含量的合计小于65体积％。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的导热片，其进一步包含所述纤维状填料以外的其他导热材料，

所述其他导热材料为氢氧化铝和氧化铝中的至少一种。

10.一种导热片的制造方法，其具有：

制备包含粘合剂树脂和纤维状填料的导热组合物的工序；

由所述导热组合物形成成形体块的工序；以及

将所述成形体块切成片状而得到导热片的工序，

所述导热片为权利要求1～9中任一项所述的导热片。

11.一种电子设备，其具备：

发热体、

散热体、以及

配置于所述发热体与所述散热体之间的权利要求1～9中任一项所述的导热片。