CN117480600A - 导热片及导热片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供对发热体的密合性优异、能够抑制粘合剂树脂的过度渗出的导热片。导热片1由含有粘合剂树脂2、各向异性导热性填料3和各向异性导热性填料3以外的其它导热性填料4的组合物的固化物构成,满足以下的条件1和条件2。[条件1]:导热片1的粘性力为80gf以上。[条件2]:大小为25mm×25mm且1mm厚的导热片1在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后粘合剂树脂2的渗出量为0.20g以下。
Description
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2021年6月16日在日本申请的日本专利申请号特愿2021-099914、2021年10月28日在日本申请的日本专利申请号特愿2021-176215、2021年11月4日在日本申请的日本专利申请号特愿2021-180253以及2022年6月8日在日本申请的日本专利申请号特愿2022-092767为基础主张优先权,这些申请通过参照而引用于本申请。
背景技术
随着电子设备的进一步高性能化,半导体元件的高密度化、高安装化不断发展。伴随于此,更高效地对从构成电子设备的电子部件发出的热进行散热变得重要。例如,半导体装置为了高效地散热,将电子部件经由导热片安装于散热风扇、散热板等散热器。作为导热片,广泛使用在有机硅树脂中含有(分散有)无机填料等填充材料的导热片(例如参照专利文献1、2)。
导热片这样的散热构件要求导热率的进一步提高。例如,以导热片的高导热性为目的,研究了提高在粘合剂树脂等基质内配合的无机填料的填充率。但是,若提高无机填料的填充率,则有可能损害导热片的柔软性、发生无机填料的落粉。因此,在导热片中提高无机填料的填充率存在极限。
作为无机填料,例如可举出氧化铝、氮化铝、氢氧化铝等。另外,以高导热率为目的,有时也在基质内填充氮化硼、石墨等鳞片状粒子、碳纤维等。这是由于鳞片状粒子、碳纤维等所具有的导热率的各向异性。例如,已知碳纤维在纤维方向上具有约600~1200W/m·K的导热率。另外,已知作为鳞片状粒子的氮化硼在面方向上具有约110W/m·K左右的导热率,在与面方向垂直的方向上具有约2W/m·K左右的导热率。已知碳纤维、鳞片状粒子的导热率以这种方式具有各向异性。通过使碳纤维的纤维方向、鳞片状粒子的面方向与作为热的传递方向的导热片的厚度方向相同,即,使碳纤维、鳞片状粒子沿导热片的厚度方向取向,能够使导热片的导热率极为显著地提高。
然而,从使用导热片的电子设备中的、使用导热片的电子部件等的周边的美观、对针对电接点的导通性的影响的观点出发,要求使构成导热片的粘合剂树脂(例如有机硅树脂)的渗出物(残渣)不飞散、不附着于电接点。另外,导热片中的粘合剂树脂的渗出例如因加成反应型有机硅树脂的配合比的偏差而产生。粘合剂树脂的渗出对导热片的粘性也造成影响,因此也影响导热片对被粘物(发热体)的密合性(临时固定性)的优劣。在专利文献1、2所记载的技术中,难以提供对发热体的密合性优异、能够抑制粘合剂树脂的过度渗出的导热片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-201106号公报
专利文献2:国际公开第2019/026745号
发明内容
发明所要解决的课题
本技术是鉴于这样的以往的实际情况而提出的,提供对发热体的密合性优异、能够抑制粘合剂树脂的过度渗出的导热片。
用于解决课题的方法
本技术涉及的导热片由含有粘合剂树脂、各向异性导热性填料和各向异性导热性填料以外的其它导热性填料的组合物的固化物构成,满足以下的条件1和条件2。
[条件1]:导热片的粘性力为80gf以上。
[条件2]:大小为25mm×25mm且1mm厚的导热片在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后粘合剂树脂的渗出量为0.20g以下。
本技术涉及的导热片的制造方法具有:工序A,制作含有粘合剂树脂、各向异性导热性填料和各向异性导热性填料以外的导热性填料的导热性组合物;工序B,将导热性组合物挤出成型后固化,得到柱状的固化物;以及工序C,将柱状的固化物在与柱的长度方向大致垂直的方向上切断为预定的厚度,得到导热片,导热片满足以下的条件1和条件2。
[条件1]:导热片的粘性力为80gf以上。
[条件2]:大小为25mm×25mm且1mm厚的导热片在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后粘合剂树脂的渗出量为0.20g以下。
发明效果
本技术能够提供对发热体的密合性优异、能够抑制粘合剂树脂的过度渗出的导热片。
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是示意性地表示作为各向异性导热性填料的一例的、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼的立体图。
[图3]图3是表示应用了导热片的半导体装置的一例的截面图。
[图4]图4(A)是表示用压缩夹具夹持导热片的状态的截面图,图4(B)是表示将导热片放置在下夹具上的状态的俯视图。
[图5]图5(A)是表示用压缩夹具夹持导热片的状态的俯视图,图5(B)是表示用压缩夹具夹持导热片的状态的侧视图。
[图6]图6是用于说明将导热片载置于铝板上并错开90°时导热片是否滑落的评价方法的图。
具体实施方式
本说明书中,各向异性导热性填料和其它导热性填料的平均粒径(D50)是指,在将各向异性导热性填料或其它导热性填料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,其累积值为50%时的粒径。需要说明的是,本说明书中的粒度分布(粒径分布)是通过体积基准求出的。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。
<导热片>
图1是示出本技术涉及的导热片1的一例的截面图。导热片1由包含粘合剂树脂2、各向异性导热性填料3和各向异性导热性填料3以外的其它导热性填料4的组合物的固化物形成。导热片1中,各向异性导热性填料3和其它导热性填料4分散于粘合剂树脂2,各向异性导热性填料3在导热片1的厚度方向B上取向。
在此,各向异性导热性填料3在导热片1的厚度方向B上取向是指,例如,在导热片1中的全部各向异性导热性填料3中,长轴在导热片1的厚度方向B上取向的各向异性导热性填料3的比例为50%以上,可以为55%以上,可以为60%以上,可以为65%以上,可以为70%以上,可以为80%以上,可以为90%以上,可以为95%以上,可以为99%以上。
各向异性导热性填料3是形状上具有各向异性的导热性填料。作为各向异性导热性填料3,可举出具有长轴、短轴和厚度的导热性填料(例如鳞片状导热性填料)。鳞片状导热性填料是指具有长轴、短轴和厚度的导热性填料,且为高纵横比(长轴/厚度),在包含长轴的面方向上具有各向同性的导热率。鳞片状导热性填料的短轴是指,在包含鳞片状导热性填料的长轴的面中,在通过鳞片状导热性填料的长轴的中点而交叉的方向上,鳞片状导热性填料的最短部分的长度。鳞片状导热性填料的厚度是指对鳞片状导热性填料的包含长轴的面的厚度测定10点并进行平均而得到的值。各向异性导热性填料3的纵横比没有特别限定,可以根据目的适当选择。例如,各向异性导热性填料3的纵横比可以设为10~100的范围,可以为20~50的范围,也可以为15~40的范围。各向异性导热性填料3的长轴、短轴及厚度例如可以利用显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)、粒度分布计等来测定。
其它导热性填料4为各向异性导热性填料3以外的导热性填料、即形状不具有各向异性的导热性填料。
导热片1满足以下的条件1和条件2。
[条件1]:导热片1的粘性力为80gf以上。
[条件2]:大小为25mm×25mm且1mm厚的导热片1在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后粘合剂树脂2的渗出量为0.20g以下。
关于条件1,从导热片1对作为被粘物的发热体的密合性的观点出发,导热片1的粘性力为80gf以上,可以为85gf以上,可以为88gf以上,可以为92gf以上,可以为80~92gf的范围。导热片1的粘性力的测定方法与后述实施例的方法相同。
关于条件2,考虑使用导热片1的状况(环境),导热片1在压缩了40%的状态下在125℃下静置48小时后粘合剂树脂2的渗出量为0.20g以下,可以为0.19g以下,可以为0.18g以下,可以为0.17g以下,可以为0.15g以下。另外,从满足条件1的观点出发,导热片1在被压缩40%的状态下在125℃下静置48小时后粘合剂树脂2的渗出量优选为预定量以上,可以为0.15g以上,也可以为0.15~0.20g的范围,还可以为0.15~0.19g的范围。导热片1中的粘合剂树脂2的渗出量的测定方法与后述实施例的方法相同。例如,25mm×25mm、厚度1mm的导热片1在被压缩40%的状态下,在125℃下静置48小时后,测定粘合剂树脂2的渗出量。
这样,导热片1满足上述条件1和条件2,因此对发热体的密合性优异,能够抑制粘合剂树脂2的过度渗出。另外,从高导热化的观点来说,导热片1优选除了上述条件1和条件2以外,进一步满足以下的条件3。
[条件3]:导热片1的堆积导热率为9.5W/m·K以上。
关于条件3,导热片1的堆积导热率优选为9.5W/m·K以上,可以为9.9W/m·K以上,可以为10.5W/m·K以上,可以为10.6W/m·K以上,可以为11.3W/m·K以上,可以为11.4W/m·K以上,可以为12.3W/m·K以上,可以为13.1W/m·K以上,可以为9.5~13.1W/m·K的范围,可以为9.9~13.1W/m·K的范围。导热片1的堆积导热率可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
导热片1的厚度方向B的有效导热率可以为7.5W/m·K以上,可以为8.0W/m·K以上,可以为8.3W/m·K以上,可以为8.5W/m·K以上,可以为9.1W/m·K以上,可以为9.2W/m·K以上,可以为9.3W/m·K以上,可以为10.5W/m·K以上,可以为11.1W/m·K以上,可以为7.5~9.2W/m·K的范围,可以为7.5~11.1W/m·K的范围。导热片1的有效导热率可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
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。从导热片1的操作性的观点出发,导热片1的厚度优选设为0.1~4mm。关于导热片1的厚度,例如可以在任意5处测定导热片1的厚度B,由其算术平均值求出。
导热片1在150℃下静置1000小时后以压缩率10%测定的热阻值相对于刚制造后以压缩率10%测定的热阻值的变化率优选为10%以内,可以为8.7%以下,可以为8.6%以下,可以为8.2%以下,可以为8.1%以下,可以为8.0%以下,可以为7.8%以下,可以为7.7%以下,可以为7.6%以下,可以为7.4%以下,可以为7.1%以下,可以为6.7%以下,可以为6.7%~10%的范围,可以为6.7%~8.7%的范围,可以为6.7%~8.2%的范围。通过处于该范围,有即使长时间使用,热阻值的变动也更少的倾向。导热片1的热阻值的变化率可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
导热片1在刚制造后以压缩率10%测定的热阻值例如为1.27℃·cm2/W以下,可以为1.19℃·cm2/W以下,可以为1.16℃·cm2/W以下,可以为1.05℃·cm2/W以下,可以为1.04℃·cm2/W以下,可以为0.92℃·cm2/W以下,可以为0.88℃·cm2/W以下,可以为0.88~1.27℃·cm2/W的范围。
导热片1在150℃下静置1000小时后以压缩率10%测定的热阻值例如可以为1.36℃·cm2/W以下,可以为1.27℃·cm2/W以下,可以为1.25℃·cm2/W以下,可以为1.14℃·cm2/W以下,可以为1.13℃·cm2/W以下,可以为1.12℃·cm2/W以下,可以为1.00℃·cm2/W以下,可以为0.95℃·cm2/W以下,可以为0.95~1.36℃·cm2/W的范围。
从柔软性的观点出发,导热片1在150℃下静置1000小时后以载荷3kgf/cm2测定的压缩率优选为20%以上,可以为21%以上,可以为22%以上,可以为23%以上,可以为25%以上,可以为26%以上,可以为28%以上,可以为20%~28%的范围,可以为21%~28%的范围。这样,导热片1在150℃下静置1000小时后也能够维持良好的柔软性。导热片1的载荷3kgf/cm2下的压缩率可以利用后述实施例中记载的方法进行测定。
关于导热片1的硬度,例如刚制造后的肖氏OO硬度(初始肖氏硬度)优选为20~90的范围,可以为40~70的范围,也可以为55~60的范围。另外,导热片1在150℃下静置1000小时后的肖氏OO硬度优选为40~95的范围,也可以为65~90的范围。通过使导热片1的硬度为这样的范围,导热片1对被粘物的追随性更良好,被粘物与导热片容易发生面接触,由此能够更有效地进行导热。导热片1的硬度可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
导热片1优选绝缘击穿电压高,厚度1mm时的绝缘击穿电压可以为7.0kV以上,可以为7.5kV以上,可以为8.1kV以上,可以为8.4kV以上,可以为8.5kV以上,可以为8.6kV以上,可以为8.7kV以上,可以为9.0kV以上,可以为8.1~9.0kV的范围。导热片1的绝缘击穿电压可以通过后述实施例的方法进行测定。
以下,对导热片1的构成要素的具体例进行说明。
<粘合剂树脂>
粘合剂树脂2用于将各向异性导热性填料3和其它导热性填料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、聚偏二氯乙烯、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、聚偏二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,可以举出天然橡胶、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、聚氨酯橡胶和硅橡胶。
例如从发热体(例如电子部件)的发热面与散热片表面的密合性的观点出发,作为粘合剂树脂2,优选有机硅树脂。作为有机硅树脂,例如可以使用双液型的加成反应型有机硅树脂,其包含以具有烯基的有机硅(聚有机硅氧烷)为主成分且含有固化催化剂的主剂和具有氢化硅烷基(Si-H基)的固化剂。作为具有烯基的有机硅,可以使用1分子中具有至少2个烯基的聚有机硅氧烷。作为一例,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硅烷基的固化剂中的氢化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。作为具有氢化硅烷基的固化剂,例如可以使用具有氢化硅烷基的聚有机硅氧烷(1分子中具有至少2个与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷)。
特别是,从导热片1对发热体的密合性优异、能够抑制粘合剂树脂2的过度渗出的观点出发,粘合剂树脂2优选使用加成反应型的有机硅树脂,其包含在1分子中具有烯基的聚有机硅氧烷和在1分子中具有与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷,且聚有机硅氧烷与有机氢聚硅氧烷的配合比满足以下的式1。
式1:与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数/烯基的摩尔数=0.40以上且0.60以下
式1中,与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数表示具有与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷中的与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数。另外,式1中,烯基的摩尔数表示具有烯基的聚有机硅氧烷中的烯基的摩尔数。粘合剂树脂2通过使式1所表示的摩尔比(以下也称为“Si-H/烯基比”)为0.40以上,存在抑制粘合剂树脂2的渗出量的倾向,导热片1容易满足上述条件2。另外,粘合剂树脂2通过使式1所示的摩尔比为0.60以下,存在导热片1的粘性力提高的倾向,容易满足上述条件1。粘合剂树脂2的式1所示的摩尔比可以为0.45~0.58的范围。
具有烯基的聚有机硅氧烷在23℃时的动力粘度可以为10~100,000mm2/s的范围,也可以为500~50,000mm2/s的范围。具有烯基的聚有机硅氧烷在23℃时的动力粘度为10mm2/s以上时,存在所得组合物的保存稳定性变得更良好的倾向。另外,具有烯基的聚有机硅氧烷在23℃时的动力粘度为100,000mm2/s以下时,存在所得组合物的伸展性变得更高的倾向。需要说明的是,具有烯基的聚有机硅氧烷的动力粘度是指使用奥斯特瓦尔德粘度计测定的值。具有烯基的聚有机硅氧烷可以单独使用1种,也可以并用粘度(动力粘度)不同的2种以上。
导热片1中粘合剂树脂2的含量没有特别限定,可以根据目的适当选择。例如,导热片1中粘合剂树脂2的含量可以设为30体积%以上,可以为32体积%以上,可以为34体积%以上,也可以为36体积%以上。另外,导热片1中粘合剂树脂2的含量的上限值可以设为60体积%以下,可以为50体积%以下,可以为40体积%以下,可以为38体积%以下,可以为37体积%以下。特别是,从满足上述条件1和条件2的观点出发,导热片1中粘合剂树脂2的含量可以设为30体积%~38体积%的范围,也可以为32体积%~36体积%的范围。粘合剂树脂2可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
特别是,导热片1中,式1所示的摩尔比为0.40以上且0.60以下的加成反应型有机硅树脂的含量相对于粘合剂树脂2的总量优选为80体积%以上,可以为90体积%以上,可以为95体积%以上,可以为99体积%以上,可以实质上为100%。
<各向异性导热性填料>
各向异性导热性填料3的材质没有特别限定,例如可以举出氮化硼(BN)云母、氧化铝、氮化铝、碳化硅、二氧化硅、氧化锌、二硫化钼等,从导热率的观点出发,优选氮化硼。各向异性导热性填料3可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
图2是示意性地表示作为各向异性导热性填料3的一例的、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼3A的立体图。图2中,a表示鳞片状的氮化硼3A的长轴,b表示鳞片状的氮化硼3A的厚度,c表示鳞片状的氮化硼3A的短轴。作为各向异性导热性填料3,从导热率的观点出发,优选使用如图2所示晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼3A。本技术中,通过使用比球状导热性填料(例如球状氮化硼)廉价的鳞片状导热性填料(例如鳞片状的氮化硼3A)作为各向异性导热性填料3,可得到兼顾低成本和优异的热特性(高导热率)的导热片1。
各向异性导热性填料3的平均粒径可以根据目的适当选择。从使导热片1的导热性良好的观点出发,导热片1中的各向异性导热性填料3的平均粒径为15μm以上,可以为20μm以上,可以为25μm以上,可以为30μm以上,可以为35μm以上,可以为40μm以上。另外,从使导热片1的导热性良好的观点出发,导热片1中的各向异性导热性填料3的平均粒径可以为30μm~60μm的范围,可以为30μm~50μm的范围,可以为35μm~55μm的范围,可以为35μm~45μm的范围。
导热片1中各向异性导热性填料3的含量可以根据目的适当选择。从上述条件2的观点考虑,导热片1中各向异性导热性填料3的含量优选超过20体积%,可以为21体积%以上,可以为23体积%以上,可以为25体积%以上,可以为26体积%以上。另外,从上述条件1的观点考虑,导热片1中各向异性导热性填料3的含量优选小于30体积%,可以为28体积%以下,也可以为27体积%以下。另外,导热片1中各向异性导热性填料3的含量可以为23体积%~27体积%的范围,也可以为23体积%~25体积%的范围,还可以为25体积%~27体积%的范围。
<其它导热性填料>
其它导热性填料4包括球状、粉末状、颗粒状等导热性填料。从导热片1的导热性的观点出发,其它导热性填料4的材质例如优选为陶瓷填料,作为具体例,可举出三氧化二铝(氧化铝、蓝宝石)、氮化铝、氢氧化铝、氧化锌、氮化硼、氧化锆、碳化硅等。其它导热性填料4可以单独使用1种,也可以并用2种以上(平均粒径不同的2种以上导热性填料)。
特别是,考虑导热片1的导热率、导热片1的比重的观点等,作为其它导热性填料4,优选为氧化铝、氮化铝、氧化锌和氢氧化铝中的至少包含氧化铝的1种以上,可以并用氮化铝和氧化铝,也可以并用氮化铝、氧化铝和氧化锌。
从导热片1的比重的观点出发,氮化铝的平均粒径可以设为小于30μm,可以为0.1~10μm,可以为0.5~5μm,可以为1~3μm,可以为1~2μm。从导热片1的比重的观点出发,氧化铝的平均粒径可以为0.1~10μm,可以为0.1~8μm,可以为0.1~7μm,也可以为0.1~3μm。从导热片1的比重的观点出发,氧化锌的平均粒径例如可以设为0.01~5μm,可以为0.03~3μm,也可以为0.05~2μm。
导热片1中其它导热性填料4的含量可以根据目的适当选择。导热片1中的其它导热性填料4的含量可以设为10体积%以上,可以为15体积%以上,可以为20体积%以上,可以为25体积%以上,可以为30体积%以上,可以为35体积%以上。另外,导热片1中其它导热性填料4的含量的上限值可以设为50体积%以下,可以为45体积%以下,也可以为40体积%以下。另外,导热片1中其它导热性填料4的含量可以为30体积%~50体积%的范围,也可以为35体积%~45体积%的范围。
作为其它导热性填料4,例如在并用氮化铝粒子、氧化铝粒子和氧化锌粒子的情况下,导热片1中,氮化铝粒子的含量优选设为10体积%~25体积%(特别是17体积%~23体积%),氧化铝粒子的含量优选设为10体积%~25体积%(特别是17体积%~23体积%),氧化锌粒子的含量优选设为0.1体积%~5体积%(特别是0.5体积%~3体积%)。
从满足上述条件1和条件2的观点考虑,在导热片1中,各向异性导热性填料3与其它导热性填料4的合计含量优选超过61体积%,可以为64体积%以上,也可以为66体积%以上。另外,从满足上述条件1和条件2的观点出发,导热片1中,各向异性导热性填料3与其它导热性填料4的合计含量优选设为68体积%以下,可以为67体积%以下,可以为66体积%以下,可以为65体积%以下。从导热片1满足上述条件1和条件2的观点出发,导热片1中,各向异性导热性填料3与其它导热性填料4的合计含量可以设为64体积%~68体积%的范围,也可以为64体积%~66体积%的范围。
在不损害本技术的效果的范围内,导热片1可以进一步含有上述成分以外的其他成分。作为其它成分,例如可列举出偶联剂、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、溶剂等。例如,从进一步提高各向异性导热性填料3和其它导热性填料4的分散性的观点出发,导热片1可以使用经偶联剂处理的各向异性导热性填料3和/或经偶联剂处理的其它导热性填料4。
<导热片的制造方法>
导热片1的制造方法具有下述工序A、工序B和工序C。
<工序A>
在工序A中,通过使各向异性导热性填料3和其它导热性填料4分散于粘合剂树脂2中,来制作含有粘合剂树脂2、各向异性导热性填料3和其它导热性填料4的导热性组合物。导热性组合物还可以通过公知的方法将粘合剂树脂2、各向异性导热性填料3和其它导热性填料4、以及根据需要的上述其它成分均匀地混合来制备。
<工序B>
在工序B中,将工序A中制备的导热性组合物挤出成型后固化,得到柱状的固化物(成型体块)。作为挤出成型方法,没有特别限制,可以根据导热性组合物的粘度、导热片1所要求的特性等从公知的各种挤出成型法中适当采用。在挤出成型法中,将导热性组合物从模头挤出时,导热性组合物中的粘合剂树脂2流动,各向异性导热性填料3沿着其流动方向取向。
工序B中得到的柱状的固化物的大小、形状可以根据所要求的导热片1的大小来确定。例如,可以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。
<工序C>
在工序C中,将工序B中得到的柱状的固化物相对于柱的长度方向切断成预定的厚度,得到导热片1。在工序C中得到的导热片1的表面(切断面)露出各向异性导热性填料3。作为切断方法,没有特别限制,可以根据柱状的固化物的大小、机械强度从公知的切片装置中适当选择。作为柱状的固化物的切断方向,在成型方法为挤出成型法的情况下,由于各向异性导热性填料3有时也在挤出方向上取向,因此切断方向优选相对于挤出方向为60度~120度,更优选为70度~100度的方向,进一步优选为90度(大致垂直)的方向。柱状的固化物的切断方向除了上述以外没有特别限制,可以根据导热片1的使用目的等适当选择。
这样,在具有工序A、工序B和工序C的导热片的制造方法中,得到满足上述条件1和条件2的导热片1。
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断面进行加压的工序D。通过进一步具有进行加压的工序D,工序C中得到的导热片1的表面进一步平滑化,能够进一步提高与其他构件的密合性。作为加压的方法,可以使用由平盘和表面平坦的压头构成的一对加压装置。另外,也可以用夹送辊进行加压。作为加压时的压力,例如可以设为0.1~100MPa。为了进一步提高加压的效果、缩短加压时间,加压优选在粘合剂树脂2的玻璃化温度(Tg)以上进行。例如,加压温度可以设为0~180℃,可以在室温(例如25℃)~100℃的温度范围内,也可以为30~100℃。
<电子设备>
导热片1通过配置在例如发热体与散热体之间,为了将发热体中产生的热释放到散热体,可以设为配置在它们之间而成的结构的电子设备(热敏器件)。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。这样,应用了导热片1的电子设备在发热体与散热体之间夹持有导热片1,因此通过导热片1实现高导热性,并且导热片1对发热体的密合性优异,能够抑制粘合剂树脂2从导热片1过度渗出。
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,动态随机存取存储器)、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,例如可举出散热片、均热片等与集成电路元件、晶体管、光收发器壳体等组合使用的散热体。作为散热片、均热片的材质,例如可列举铜和铝等。作为散热体,除了均热片、散热片以外,只要是传递从热源产生的热并使其散发到外部的散热体即可,例如可以举出散热器、冷却器、模具垫、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3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3所示,导热片1安装于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3所示的半导体装置50具备电子部件51、均热片52和导热片1,导热片1被夹持在均热片52与电子部件51之间。导热片1通过夹持在均热片52与散热片53之间,与均热片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的安装位置不限于均热片52与电子部件51之间、均热片52与散热片53之间,可以根据电子设备、半导体装置的构成适当选择。均热片52例如形成为方形板状,具有与电子部件51对置的主面52a和沿着主面52a的外周竖立设置的侧壁52b。均热片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设置散热片53。
以上,对本技术涉及的导热片和导热片的制造方法的实施方式进行了说明,但也可以采用上述实施方式以外的各种构成。以下,附记实施方式的例子。
(附记1)
一种导热片,由含有粘合剂树脂、各向异性导热性填料和上述各向异性导热性填料以外的其它导热性填料的组合物的固化物构成,满足以下的条件1和条件2。
[条件1]:该导热片的粘性力为80gf以上。
[条件2]:大小为25mm×25mm且1mm厚的该导热片在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后上述粘合剂树脂的渗出量为0.20g以下。
(附记2)
根据附记1所述的导热片,
上述粘合剂树脂为加成反应型有机硅树脂,
上述加成反应型有机硅树脂由1分子中具有烯基的聚有机硅氧烷和1分子中具有与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷构成,
上述聚有机硅氧烷与上述有机氢聚硅氧烷的配合比满足以下的式1。
式1:与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数/烯基的摩尔数=0.40以上且0.60以下
(附记3)
根据附记1或2所述的导热片,上述粘合剂树脂的含量为30体积%以上且38体积%以下。
(附记4)
根据附记1~3中任一项所述的导热片,上述各向异性导热性填料的含量为22体积%以上且29体积%以下。
(附记5)
根据附记1~4中任一项所述的导热片,
上述各向异性导热性填料是氮化硼,
上述其它导热性填料为氧化铝、氮化铝、氧化锌和氢氧化铝中的至少包含氧化铝的1种以上。
(附记6)
根据附记1~5中任一项所述的导热片,
上述各向异性导热性填料为鳞片状的氮化硼,
上述鳞片状的氮化硼沿该导热片的厚度方向取向。
(附记7)
根据附记1~6中任一项所述的导热片,进一步满足以下的条件3。
[条件3]:该导热片的堆积导热率为9.5W/m·K以上。
(附记8)
根据附记1~7中任一项所述的导热片,在150℃下静置1000小时后以压缩率10%测定的热阻值相对于刚制造后以压缩率10%测定的热阻值的变化率为10%以内。
(附记9)
根据附记1~8中任一项所述的导热片,在150℃下静置1000小时后以载荷3kgf/cm2测定的压缩率为20%以上。
(附记10)
一种导热片的制造方法,
具有:工序A,制作含有粘合剂树脂、各向异性导热性填料和上述各向异性导热性填料以外的导热性填料的导热性组合物;
工序B,将上述导热性组合物挤出成型后进行固化,得到柱状的固化物;以及
工序C,将上述柱状的固化物在与柱的长度方向大致垂直的方向上切断为预定的厚度,得到导热片,
上述导热片满足以下的条件1和条件2。
[条件1]:上述导热片的粘性力为80gf以上。
[条件2]:大小为25mm×25mm且1mm厚的上述导热片在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后上述粘合剂树脂的渗出量为0.20g以下。
(附记11)
根据附记10所述的导热片的制造方法,
上述粘合剂树脂为加成反应型有机硅树脂,
上述加成反应型有机硅树脂由1分子中具有烯基的聚有机硅氧烷和1分子中具有与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷构成,
上述聚有机硅氧烷与上述有机氢聚硅氧烷的配合比满足以下的式1。
式1:与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数/烯基的摩尔数=0.40以上且0.60以下
(附记12)
根据附记10或11所述的导热片的制造方法,进一步满足以下的条件3。
[条件3]:上述导热片的堆积导热率为9.5W/m·K以上。
(附记13)
一种电子设备,具备发热体、散热体、以及夹持于发热体与散热体之间的附记1~9中任一项所述的导热片。
实施例
以下对本技术的实施例进行说明。但本技术不受这些实施例的限定。
<实施例1>
将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂32体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为20~50)27体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%、以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物。通过挤出成型法使该导热性组合物流入具有长方体状内部空间的模具(开口部:50mm×50mm)中,在60℃的烘箱中加热4小时,形成柱状的固化物(成型体块)。另外,在模具的内表面以剥离处理面成为内侧的方式粘贴聚对苯二甲酸乙二醇酯剥离膜。对于得到的柱状的固化物,在与柱的长度方向大致正交的方向上,用切片机将柱状的固化物切断(切片)成1mm厚的片状,由此得到鳞片状的氮化硼在片的厚度方向上取向的导热片。
<实施例2>
在实施例2中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.58的有机硅树脂32体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为20~50)27体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀地混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<实施例3>
在实施例3中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂34体积%、结晶形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为15~40)25体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<实施例4>
在实施例4中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂36体积%、结晶形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为15~40)23体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm。)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<实施例5>
在实施例5中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为20~50),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为25~60),制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<实施例6>
在实施例6中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为20~50),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为25~60),制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例2同样的方法得到导热片。
<实施例7>
在实施例7中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为15~40),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为20~50),制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例3同样的方法得到导热片。
<实施例8>
在实施例8中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为15~40),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为20~50),制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例4同样的方法得到导热片。
<实施例9>
在实施例9中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂33体积%、结晶形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为15~40)27体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%以及球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<实施例10>
在实施例10中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂33体积%、结晶形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为15~40)27体积%、氮化铝(D50为1.2μm)30体积%以及球状氧化铝粒子(D50为2μm)10体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<比较例1>
在比较例1中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.33的有机硅树脂32体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30)27体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<比较例2>
在比较例2中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.84的有机硅树脂32体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30)27体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<比较例3>
在比较例3中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂29体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30)30体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<比较例4>
在比较例4中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂39体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30)20体积%、氮化铝(D50为1.2μm)20体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)20体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<比较例5>
在比较例5中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂39体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30)20体积%、氮化铝(D50为1.2μm)10体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)30体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<比较例6>
在比较例6中,将上述式1所示的Si-H/烯基比为0.45的有机硅树脂39体积%、晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30)20体积%、氮化铝(D50为1.2μm)30体积%、球状氧化铝粒子(D50为2μm)10体积%以及氧化锌粒子(D50为0.1μm)1体积%均匀混合,由此制备导热性组合物,除此以外,通过与实施例1同样的方法得到导热片。
<比较例7>
在比较例7中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为15~40),制备导热性组合物,除此以外,通过与比较例1同样的方法得到导热片。
<比较例8>
在比较例8中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为15~40),制备导热性组合物,除此以外,通过与比较例2同样的方法得到导热片。
<比较例9>
在比较例9中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为15~40),制备导热性组合物,除此以外,通过与比较例3同样的方法得到导热片。
<比较例10>
在比较例10中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为15~40),制备导热性组合物,除此以外,通过与比较例4同样的方法得到导热片。
<比较例11>
在比较例11中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为15~40),制备导热性组合物,除此以外,通过与比较例5同样的方法得到导热片。
<比较例12>
在比较例12中,代替晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为40μm、纵横比为10~30),使用晶体形状为六方晶型的鳞片状的氮化硼(D50为50μm、纵横比为15~40),制备导热性组合物,除此以外,通过与比较例6同样的方法得到导热片。
<油脂渗出量>
图4(A)是表示用压缩夹具(上夹具61和下夹具62)夹着导热片1的状态的截面图,图4(B))是表示将导热片1放置在下夹具62上的状态的俯视图。图5(A)是表示用压缩夹具(上夹具61和下夹具62)夹着导热片1的状态的俯视图,图5(B)是表示用压缩夹具(上夹具61和下夹具62)夹着导热片1的状态的立体图。
准备将各实施例和比较例中得到的导热片加工成25mm×25mm大小的导热片10和加工成40mm×75mm大小的筛网60(商品名:PET网片;型号:TN 180;SUNPLATEC公司制),测定各重量。将各实施例和比较例中准备的导热片10(25mm×25mm×1mm厚)的重量(g)示于表1、2。准备上夹具61和下夹具62,重叠3张滤纸63(型号:定性滤纸NO.101,直径90mm),放置在下夹具62上。在滤纸63上重叠放置2张筛网60,在筛网60上放置导热片10和间隔件64。如图4(B)所示,导热片10与间隔件64的间隔约为1cm。在导热片10和间隔件64上重叠放置2张筛网65。在筛网65上重叠放置3张滤纸66。在滤纸66上载置上夹具61,将上夹具61的四个部位的螺母67均匀地紧固,直至导热片10成为被压缩40%的状态。在夹在上夹具61与下夹具62之间的导热片10被压缩40%的状态下,投入升温至125℃的烘箱。将夹在上夹具61与下夹具62之间的导热片10投入烘箱48小时后取出,在常温下放置直至冷却。取下上夹具61的4个部位的螺母67,在使导热片10与筛网60、65(合计4片)成为一体的状态下进行重量测定。由测定的重量求出导热片10中有机硅树脂(粘合剂树脂)的渗出量(g)。将结果示于表1、表2。
<堆积导热率>
关于堆积导热率,通过依据ASTM-D 5470的方法测定各导热片的热阻,在横轴描绘测定时导热片的厚度(mm),在纵轴描绘导热片的热阻(℃·cm2/W),根据该描绘的斜率算出导热片的堆积导热率(W/m·K)。关于导热片的热阻,准备3种与各实施例、比较例的导热片相同配合但厚度不同的导热片,对各个厚度的导热片进行测定。将结果示于表1、表2。
<有效导热率>
关于导热片的有效导热率(W/m·K),使用依据ASTM-D 5470的热阻测定装置,对厚度1mm的导热片施加0.3~3kgf/cm2的载荷进行测定,选择导热率最高的值。将结果示于表1、表2。
<粘性力>
将得到的导热片夹在经剥离处理的PET膜之间,以0.5MPa进行30秒加压处理,然后,从导热片剥离PET膜,再次将导热片夹在另外的经剥离处理的PET膜之间,放置7天。放置7天后,将经剥离处理的PET膜从导热片剥离后(3分钟以内),立即使用粘性测试仪(Malcom公司制),利用直径5.1mm的探头将导热片以2mm/秒压入50μm,求出以10mm/秒抽出时导热片的表面粘性力(gf)。将结果示于表1、表2。
<向铝板的固定>
图6是用于说明将导热片载置于铝板上并错开90°时导热片是否滑落的评价方法的图。如图6(A)所示,在水平放置的铝板70上载置导热片20后,如图6(B)所示,在保持导热片20的同时将铝板70倾斜90°,评价此时导热片20是否滑落。将结果示于表1、表2。表1、表2中,○表示导热片20未滑落(OK)。另外,表1、表2中,×表示导热片20滑落(NG)。
<热阻值的变化>
导热片的热阻值(℃·cm2/W)的变化如下求出。首先,测定将刚制造后的导热片相对于初始厚度压缩10%状态下的热阻值(10%压缩时的初始热阻值:第一热阻值)。将该导热片在150℃下静置1000小时后,测定相对于在150℃下静置1000小时后的厚度压缩10%状态下的热阻值(10%压缩时150℃×1000H后的热阻值:第二热阻值)。根据该第一热阻值和第二热阻值,求出将导热片在150℃下静置1000小时前后10%压缩时的热阻值的变化率(%)。将结果示于表1、表2。
<载荷3kgf/cm2时的压缩率>
将得到的导热片在150℃下静置1000小时后,测定施加3kgf/cm2载荷时导热片的压缩率(%)。将结果示于表1、表2。
<肖氏硬度的变化>
通过依据ASTM-D2240的测定方法测定导热片的肖氏OO硬度。具体而言,测定将刚制造后的厚度1mm的导热片层叠10张时的肖氏硬度(初始肖氏硬度)和将厚度1mm的导热片在150℃下静置1000小时后层叠10张时的肖氏硬度。导热片的肖氏硬度设为在单面5点、两面合计10点测定的测定结果的平均值。将结果示于表1、表2。
<绝缘击穿电压>
导热片的绝缘击穿电压是,使用超高电压耐压试验器(测量技术研究所制,7473),在导热片的厚度1mm、升压速度0.05kV/秒、室温的条件下进行测定。将发生绝缘击穿时刻的电压设为绝缘击穿电压(kV)。将结果示于表1、表2。
[表1]
[表2]
可知实施例1~实施例10中所获得的导热片由含有粘合剂树脂、各向异性导热性填料和其它导热性填料的组合物的硬化物构成,且满足上述条件1和条件2,对发热体的密接性优异,可抑制粘合剂树脂的过度渗出。另外可知,实施例1~10中得到的导热片满足上述条件3,导热性良好。
可知实施例1~实施例10中所获得的导热片在150℃下静置1000小时后以压缩率10%测定的热阻值相对于刚制造后以压缩率10%测定的热阻值的变化率为10%以内。另外,可知实施例1~实施例10中所得的导热片在150℃下静置1000小时后,在载荷3kgf/cm2下测定的压缩率为20%以上。
可知比较例1、比较例4~比较例7、比较例10~比较例12中所得的导热片不满足上述条件2,无法抑制粘合剂树脂的过度渗出。
可知比较例2、3、8、9中得到的导热片不满足上述条件1,在铝板上的固定性不好。
可知比较例3、9~12中得到的导热片在150℃下静置1000小时后以压缩率10%测定的热阻值相对于刚制造后以压缩率10%测定的热阻值的变化率不显示10%以内的值。另外,可知比较例2、3、8、9中得到的导热片在150℃下静置1000小时后以载荷3kgf/cm2测定的压缩率小于20%。
附图说明
1:导热片;1A:表面;2:粘合剂树脂;3:各向异性导热性填料;4:其它导热性填料;10:导热片;20:导热片;51:电子部件;52:均热片;53:散热片;52a:主面;52b:侧壁;60:滤网;61:上夹具;62:下夹具;63:滤纸;64:间隔件;65:滤网;66:滤纸;67:螺母;70:铝板。
Claims (13)
1.一种导热片,由含有粘合剂树脂、各向异性导热性填料和所述各向异性导热性填料以外的其它导热性填料的组合物的固化物构成,满足以下的条件1和条件2,
条件1:该导热片的粘性力为80gf以上,
条件2:大小为25mm×25mm且1mm厚的该导热片在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后所述粘合剂树脂的渗出量为0.20g以下。
2.根据权利要求1所述的导热片,所述粘合剂树脂为加成反应型有机硅树脂,
所述加成反应型有机硅树脂由1分子中具有烯基的聚有机硅氧烷和1分子中具有与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷构成,
所述聚有机硅氧烷与所述有机氢聚硅氧烷的配合比满足以下的式1,
式1:与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数/烯基的摩尔数=0.40以上且0.60以下。
3.根据权利要求1或2所述的导热片,所述粘合剂树脂的含量为30体积%以上且38体积%以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的导热片,所述各向异性导热性填料的含量为22体积%以上且29体积%以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的导热片,
所述各向异性导热性填料为氮化硼,
所述其它导热性填料为氧化铝、氮化铝、氧化锌和氢氧化铝中的至少包含氧化铝的1种以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的导热片,
所述各向异性导热性填料为鳞片状的氮化硼,
所述鳞片状的氮化硼沿该导热片的厚度方向取向。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的导热片,进一步满足以下的条件3,
条件3:该导热片的堆积导热率为9.5W/m·K以上。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的导热片,在150℃下静置1000小时后以压缩率10%测定的热阻值相对于刚制造后以压缩率10%测定的热阻值的变化率为10%以内。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的导热片,在150℃下静置1000小时后以载荷3kgf/cm2测定的压缩率为20%以上。
10.一种导热片的制造方法,具有:
工序A,制作含有粘合剂树脂、各向异性导热性填料和所述各向异性导热性填料以外的导热性填料的导热性组合物;
工序B,将所述导热性组合物挤出成型后进行固化,得到柱状的固化物;以及
工序C,将所述柱状的固化物在与柱的长度方向大致垂直的方向上切断成预定的厚度,得到导热片;
所述导热片满足以下的条件1和条件2,
条件1:所述导热片的粘性力为80gf以上,
条件2:大小为25mm×25mm且1mm厚的所述导热片在被压缩了40%的状态下,在125℃下静置48小时后所述粘合剂树脂的渗出量为0.20g以下。
11.根据权利要求10所述的导热片的制造方法,
所述粘合剂树脂为加成反应型有机硅树脂,
所述加成反应型有机硅树脂由1分子中具有烯基的聚有机硅氧烷和1分子中具有与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷构成,
所述聚有机硅氧烷与所述有机氢聚硅氧烷的配合比满足以下的式1,
式1:与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数/烯基的摩尔数=0.40以上且0.60以下。
12.根据权利要求10或11所述的导热片的制造方法,进一步满足以下的条件3,
条件3:所述导热片的堆积导热率为9.5W/m·K以上。
13.一种电子设备,具备发热体、散热体、以及夹持于发热体与散热体之间的权利要求1~9中任一项所述的导热片。
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