JP2003113313A - 熱伝導性組成物 - Google Patents
熱伝導性組成物Info
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
(57)【要約】
【課題】 相変化型熱伝導性シートの初期熱抵抗を低下
させる。 【解決手段】 ワックスを含む熱伝導性組成物におい
て、充填材として実質的に球状の窒化ホウ素を添加す
る。好ましくは、この実質的に球状の窒化ホウ素の平均
粒径は20〜100μｍであり、充填率は10〜30体積％であ
る。
させる。 【解決手段】 ワックスを含む熱伝導性組成物におい
て、充填材として実質的に球状の窒化ホウ素を添加す
る。好ましくは、この実質的に球状の窒化ホウ素の平均
粒径は20〜100μｍであり、充填率は10〜30体積％であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝導性組成物に
関し、詳細には、ＣＰＵ等の発熱性電子部品に密着させ
てその熱を外部に放出させるために有用な熱伝導性組成
物に関する。
関し、詳細には、ＣＰＵ等の発熱性電子部品に密着させ
てその熱を外部に放出させるために有用な熱伝導性組成
物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発熱体から熱を除去することが、
様々な分野において問題となっている。特に、例えば電
子デバイス、パーソナルコンピュータ等の各種のデバイ
スにおいて、それらに内蔵されている発熱性の電子部品
（例えばＩＣチップ）やその他の部品（以下、総称して
「発熱性部品」とよぶ）から熱を除去することが重要な
問題となっている。なぜならば、各種の発熱性部品にお
いて、部品の温度が上昇するにつれてその部品が誤作動
する確率が指数関数的に高くなる傾向にあるからであ
る。最近では、発熱性部品がますます小型化し、また処
理速度も高速化しているため、放熱特性についての要求
も一段と高くなってきている。
様々な分野において問題となっている。特に、例えば電
子デバイス、パーソナルコンピュータ等の各種のデバイ
スにおいて、それらに内蔵されている発熱性の電子部品
（例えばＩＣチップ）やその他の部品（以下、総称して
「発熱性部品」とよぶ）から熱を除去することが重要な
問題となっている。なぜならば、各種の発熱性部品にお
いて、部品の温度が上昇するにつれてその部品が誤作動
する確率が指数関数的に高くなる傾向にあるからであ
る。最近では、発熱性部品がますます小型化し、また処
理速度も高速化しているため、放熱特性についての要求
も一段と高くなってきている。
【０００３】現在のところ、発熱性部品から、その部品
で発生し蓄積した熱を放出させるため、例えばヒートシ
ンク、放熱フィン、金属放熱板等の放熱体が発熱性部品
に取り付けられ、また伝熱媒体として作用させるため、
各種の熱伝導性材料もしくはシートが発熱性部品と放熱
体の間に、伝熱スペーサとして用いられている。
で発生し蓄積した熱を放出させるため、例えばヒートシ
ンク、放熱フィン、金属放熱板等の放熱体が発熱性部品
に取り付けられ、また伝熱媒体として作用させるため、
各種の熱伝導性材料もしくはシートが発熱性部品と放熱
体の間に、伝熱スペーサとして用いられている。
【０００４】例えば、熱伝導性充填材を含有したグリー
スは、熱抵抗が極めて低いため、一般に熱伝導性材料と
して用いられてきた。グリース自体は優れた熱伝導性を
発揮するが、液状であるため発熱性部品と放熱体の間に
配置する際に手間がかかり、取り扱い性が悪く、また周
囲への汚染、一定量塗布することが困難であるといった
問題があった。
スは、熱抵抗が極めて低いため、一般に熱伝導性材料と
して用いられてきた。グリース自体は優れた熱伝導性を
発揮するが、液状であるため発熱性部品と放熱体の間に
配置する際に手間がかかり、取り扱い性が悪く、また周
囲への汚染、一定量塗布することが困難であるといった
問題があった。
【０００５】この問題を解決するため、熱伝導性材料を
シート状にした熱伝導性シートが提案された。従来の熱
伝導性シートは、その熱伝導率を高くするために、熱伝
導率の高い充填材を高充填して使用している。例えば、
欧州特許公開０３２２１６５号公報や特開平１１−２６
６６１号公報に記載の熱伝導性シートでは、充填材とし
て粒径の大きな窒化ホウ素を、30〜60体積％の高充填率
で使用している。しかし、これらのシートは充填材を高
充填しているため、またバインダーが熱硬化性樹脂ある
いはエラストマーであるため、機器へ組み込んだ際の圧
縮反発力が大きい。これらのシートは、機械強度の制限
により初期厚さを300〜500μｍ以下にすることは困難で
あり、また機器に組み込まれた際の厚さも圧縮反発力が
大きいために200〜300μｍ以下にすることが困難である
ため、組み込まれた際の厚さを数十μｍにまで薄くする
ことができるグリースと比較して、熱抵抗は極めて大き
くなる。
シート状にした熱伝導性シートが提案された。従来の熱
伝導性シートは、その熱伝導率を高くするために、熱伝
導率の高い充填材を高充填して使用している。例えば、
欧州特許公開０３２２１６５号公報や特開平１１−２６
６６１号公報に記載の熱伝導性シートでは、充填材とし
て粒径の大きな窒化ホウ素を、30〜60体積％の高充填率
で使用している。しかし、これらのシートは充填材を高
充填しているため、またバインダーが熱硬化性樹脂ある
いはエラストマーであるため、機器へ組み込んだ際の圧
縮反発力が大きい。これらのシートは、機械強度の制限
により初期厚さを300〜500μｍ以下にすることは困難で
あり、また機器に組み込まれた際の厚さも圧縮反発力が
大きいために200〜300μｍ以下にすることが困難である
ため、組み込まれた際の厚さを数十μｍにまで薄くする
ことができるグリースと比較して、熱抵抗は極めて大き
くなる。
【０００６】一方、ワックスをバインダーとして用いた
相変化型熱伝導性シートは、ワックスが加熱され溶融
し、相変化した後にシート厚さが薄くなり、最終熱抵抗
がグリース並に低くなるため、放熱性能と取り扱い性に
優れた熱伝導性シートとして使用されている。例えば、
特表２０００−５０９２０９号公報には、平均粒径７〜
10μｍの板状窒化ホウ素とワックスからなる熱伝導性シ
ートが記載されている。この熱伝導性シートは、充填材
が板状であり、またバインダーに流動性があるため、相
変化後のシート厚さは50〜100μｍとなり、最終熱抵抗
はグリース並となる。しかし、板状窒化ホウ素は、面方
向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率に比べて約20倍優れ
るという異方性があり、その板状窒化ホウ素をシート化
したものは板状結晶がシートの面方向に配向しているた
め、シートの厚さ方向の熱伝導率が低く、相変化前の初
期熱抵抗がきわめて高い。そのため機器立ち上げ検査の
初回電源投入時に発熱性部品が過熱しすぎてシャットダ
ウンプログラムが働き、部品の冷却を待つ時間ロスを生
じる問題があった。
相変化型熱伝導性シートは、ワックスが加熱され溶融
し、相変化した後にシート厚さが薄くなり、最終熱抵抗
がグリース並に低くなるため、放熱性能と取り扱い性に
優れた熱伝導性シートとして使用されている。例えば、
特表２０００−５０９２０９号公報には、平均粒径７〜
10μｍの板状窒化ホウ素とワックスからなる熱伝導性シ
ートが記載されている。この熱伝導性シートは、充填材
が板状であり、またバインダーに流動性があるため、相
変化後のシート厚さは50〜100μｍとなり、最終熱抵抗
はグリース並となる。しかし、板状窒化ホウ素は、面方
向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率に比べて約20倍優れ
るという異方性があり、その板状窒化ホウ素をシート化
したものは板状結晶がシートの面方向に配向しているた
め、シートの厚さ方向の熱伝導率が低く、相変化前の初
期熱抵抗がきわめて高い。そのため機器立ち上げ検査の
初回電源投入時に発熱性部品が過熱しすぎてシャットダ
ウンプログラムが働き、部品の冷却を待つ時間ロスを生
じる問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
を解決し、特に機器立ち上げ時における初期熱抵抗を低
減させる熱伝導性組成物を提供することを目的とする。
を解決し、特に機器立ち上げ時における初期熱抵抗を低
減させる熱伝導性組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、ワックス、及び実質的に球状の窒化ホウ素を含
む熱伝導性組成物により達成することができる。実質的
に球状の窒化ホウ素を熱伝導性充填材として含ませるこ
とにより、板状粒子を用いた場合と比較してシートの厚
さ方向の熱伝導率が格段に高くなり、相変化前の初期熱
抵抗を小さくすることができる。
よれば、ワックス、及び実質的に球状の窒化ホウ素を含
む熱伝導性組成物により達成することができる。実質的
に球状の窒化ホウ素を熱伝導性充填材として含ませるこ
とにより、板状粒子を用いた場合と比較してシートの厚
さ方向の熱伝導率が格段に高くなり、相変化前の初期熱
抵抗を小さくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の熱伝導性組成物は、ワッ
クスと実質的に球状の窒化ホウ素を必須成分として含
む。このワックスは特に限定されず、天然ワックス、合
成ワックス、配合ワックスを用いることができる。天然
ワックスとしては、植物系ワックス、例えばキャンデリ
ラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木
ろう、ホホバ油；動物系ワックス、例えば蜜ろう、ラニ
リン、鯨ろう；鉱物系ワックス、例えばモンタンワック
ス、オゾケライト、セレシン；石油ワックス、例えばパ
ラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペ
トロラクタム等が例示される。合成ワックスとしては、
合成炭化水素、例えばフィッシャートロプシュワック
ス、ポリエチレンワックス；変性ワックス、例えばモン
タンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイ
クロクリスタリンワックス誘導体；水素化ワックス、例
えば硬化ひまし油、硬化ひまし油誘導体；脂肪酸、酸ア
ミド、エステル、ケトンその他、例えば12−ヒドロキシ
ステアリン酸、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミ
ド、塩素化炭化水素等が例示される。このワックスの融
点は30〜150℃であることが好ましく、40〜80℃である
ことがより好ましい。
クスと実質的に球状の窒化ホウ素を必須成分として含
む。このワックスは特に限定されず、天然ワックス、合
成ワックス、配合ワックスを用いることができる。天然
ワックスとしては、植物系ワックス、例えばキャンデリ
ラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木
ろう、ホホバ油；動物系ワックス、例えば蜜ろう、ラニ
リン、鯨ろう；鉱物系ワックス、例えばモンタンワック
ス、オゾケライト、セレシン；石油ワックス、例えばパ
ラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペ
トロラクタム等が例示される。合成ワックスとしては、
合成炭化水素、例えばフィッシャートロプシュワック
ス、ポリエチレンワックス；変性ワックス、例えばモン
タンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイ
クロクリスタリンワックス誘導体；水素化ワックス、例
えば硬化ひまし油、硬化ひまし油誘導体；脂肪酸、酸ア
ミド、エステル、ケトンその他、例えば12−ヒドロキシ
ステアリン酸、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミ
ド、塩素化炭化水素等が例示される。このワックスの融
点は30〜150℃であることが好ましく、40〜80℃である
ことがより好ましい。
【００１０】実質的に球状の窒化ホウ素は、例えば、窒
化ホウ素の一次結晶をアトマイズ法等により造粒してか
ら焼結することにより得られ、又は焼結成形ブロックを
作製してから粉砕することによっても得られる。この窒
化ホウ素は実質的に球状である。ここで、実質的に球状
とは、アスペクト比が１〜５、好ましくは１〜２である
ものを含む他、さらに楕円の形状も含まれる。この窒化
ホウ素が板状である場合、上記のように発熱性部品と放
熱体の間に窒化ホウ素を含む熱伝導性組成物のシートを
配置すると、窒化ホウ素はシートの面方向に配向するた
め、シートの厚さ方向には十分な熱伝導性を発揮するこ
とができない。ところが、窒化ホウ素を球状とすること
により、このシートの厚さ方向の熱伝導性を大きくする
ことができ、特に相変化前の初期熱抵抗を小さくするこ
とができる。
化ホウ素の一次結晶をアトマイズ法等により造粒してか
ら焼結することにより得られ、又は焼結成形ブロックを
作製してから粉砕することによっても得られる。この窒
化ホウ素は実質的に球状である。ここで、実質的に球状
とは、アスペクト比が１〜５、好ましくは１〜２である
ものを含む他、さらに楕円の形状も含まれる。この窒化
ホウ素が板状である場合、上記のように発熱性部品と放
熱体の間に窒化ホウ素を含む熱伝導性組成物のシートを
配置すると、窒化ホウ素はシートの面方向に配向するた
め、シートの厚さ方向には十分な熱伝導性を発揮するこ
とができない。ところが、窒化ホウ素を球状とすること
により、このシートの厚さ方向の熱伝導性を大きくする
ことができ、特に相変化前の初期熱抵抗を小さくするこ
とができる。
【００１１】この実質的に球状の窒化ホウ素の平均粒径
は、好ましくは20〜100μｍ、より好ましくは30〜60μ
ｍである。平均粒径が20μｍ未満の粒子を用いると、厚
さ方向の熱伝導率が低くなり、また100μｍを超える粒
子を用いると、相変化後のシートの厚さを薄くすること
が困難であり、最終熱抵抗が大きくなることがあるから
である。またこの実質的に球状の窒化ホウ素の充填率
は、熱伝導性組成物全体の10〜30体積％であることが好
ましい。10体積％より少ないと、十分な熱伝導性を得る
ことが困難であり、逆に30体積％を超えると、相変化後
のシートの厚さを薄くすることが困難であり、最終熱抵
抗が大きくなることがあるからである。
は、好ましくは20〜100μｍ、より好ましくは30〜60μ
ｍである。平均粒径が20μｍ未満の粒子を用いると、厚
さ方向の熱伝導率が低くなり、また100μｍを超える粒
子を用いると、相変化後のシートの厚さを薄くすること
が困難であり、最終熱抵抗が大きくなることがあるから
である。またこの実質的に球状の窒化ホウ素の充填率
は、熱伝導性組成物全体の10〜30体積％であることが好
ましい。10体積％より少ないと、十分な熱伝導性を得る
ことが困難であり、逆に30体積％を超えると、相変化後
のシートの厚さを薄くすることが困難であり、最終熱抵
抗が大きくなることがあるからである。
【００１２】本発明の熱伝導性組成物は、上記のワック
ス及び実質的に球状の窒化ホウ素に加え、下式(I)
ス及び実質的に球状の窒化ホウ素に加え、下式(I)
【化２】
（上式中、Ｒ1及びＲ2は独立に炭素数１〜３のアルキル
基であり、ｎは100〜100,000である）の化合物を含んで
もよい。式(I)の化合物において、Ｒ1及びＲ2は共にメ
チル基であることが好ましい。すなわち、この式(I)の
化合物は好ましくはポリイソブチレンである。繰り返し
単位の数ｎは100〜100,000であり、分子量は1,000〜1,0
00,000であることが好ましく、より好ましくは30,000〜
60,000である。この式(I)の化合物の配合量は、ワック
ス100重量部に対して10〜1,000部であり、好ましくは20
〜100部である。
基であり、ｎは100〜100,000である）の化合物を含んで
もよい。式(I)の化合物において、Ｒ1及びＲ2は共にメ
チル基であることが好ましい。すなわち、この式(I)の
化合物は好ましくはポリイソブチレンである。繰り返し
単位の数ｎは100〜100,000であり、分子量は1,000〜1,0
00,000であることが好ましく、より好ましくは30,000〜
60,000である。この式(I)の化合物の配合量は、ワック
ス100重量部に対して10〜1,000部であり、好ましくは20
〜100部である。
【００１３】この式(I)の化合物は、室温以上の流動点
（JISK2269で規定される）を有する液状ポリマーであ
る。式(I)の化合物を含む熱伝導性組成物は、弾性成分
を含まないため、溶融時の流動性が優れており、極めた
優れた放熱特性を発揮すると共に、過剰なタックを生じ
ることがなく、かつシートの脆化性が改善され、シート
強度も強固であり、極めて優れた取り扱い性を併せ持つ
ことになる。
（JISK2269で規定される）を有する液状ポリマーであ
る。式(I)の化合物を含む熱伝導性組成物は、弾性成分
を含まないため、溶融時の流動性が優れており、極めた
優れた放熱特性を発揮すると共に、過剰なタックを生じ
ることがなく、かつシートの脆化性が改善され、シート
強度も強固であり、極めて優れた取り扱い性を併せ持つ
ことになる。
【００１４】本発明の熱伝導性組成物には、この式(I)
の化合物に加え、軟化剤を含んでもよい。軟化剤を添加
することにより熱伝導性組成物の流動性が向上し、発熱
性部品と放熱体の間の密着性を向上させ、熱伝導性をさ
らに高めることができる。この軟化剤としては、ワック
スと相溶する植物系軟化剤、鉱物油系軟化剤、合成可塑
剤等を用いることができる。植物系軟化剤としては綿実
油、亜麻仁油、菜種油等を用いることができ、鉱物油系
軟化剤としてはパラフィン系オイル、ナフテン系オイ
ル、芳香族系オイル等を用いることができ、合成可塑剤
としてはフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、アジ
ピン酸ジオクチル、アジピン酸イソデシル、セバシン酸
ジオクチル、セバシン酸ジブチル等を用いることができ
る。これらのうち、ナフテン系オイル、パラフィン系オ
イルが特に好ましい。この軟化剤の配合量は、ワックス
100重量部に対して1,000部以下であり、好ましくは10部
以下である。
の化合物に加え、軟化剤を含んでもよい。軟化剤を添加
することにより熱伝導性組成物の流動性が向上し、発熱
性部品と放熱体の間の密着性を向上させ、熱伝導性をさ
らに高めることができる。この軟化剤としては、ワック
スと相溶する植物系軟化剤、鉱物油系軟化剤、合成可塑
剤等を用いることができる。植物系軟化剤としては綿実
油、亜麻仁油、菜種油等を用いることができ、鉱物油系
軟化剤としてはパラフィン系オイル、ナフテン系オイ
ル、芳香族系オイル等を用いることができ、合成可塑剤
としてはフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、アジ
ピン酸ジオクチル、アジピン酸イソデシル、セバシン酸
ジオクチル、セバシン酸ジブチル等を用いることができ
る。これらのうち、ナフテン系オイル、パラフィン系オ
イルが特に好ましい。この軟化剤の配合量は、ワックス
100重量部に対して1,000部以下であり、好ましくは10部
以下である。
【００１５】本発明の熱伝導性組成物には、上記成分に
加えて、ポリマー化学において常用の各種添加剤を添加
することができる。例えば、成形されたシートの粘着性
を調節するために、粘着付与剤、可塑剤等を添加しても
よく、また耐熱性を高めるために、難燃剤、老化防止剤
を添加してもよい。その他の添加剤としては、改質剤、
熱安定剤、着色剤等が挙げられる。また、上記実質的に
球状の窒化ホウ素をシランカップリング剤のような表面
処理剤で処理しておいてもよい。
加えて、ポリマー化学において常用の各種添加剤を添加
することができる。例えば、成形されたシートの粘着性
を調節するために、粘着付与剤、可塑剤等を添加しても
よく、また耐熱性を高めるために、難燃剤、老化防止剤
を添加してもよい。その他の添加剤としては、改質剤、
熱安定剤、着色剤等が挙げられる。また、上記実質的に
球状の窒化ホウ素をシランカップリング剤のような表面
処理剤で処理しておいてもよい。
【００１６】本発明の熱伝導性組成物は、上記の各成分
を所定量混合することによって製造される。この熱伝導
性組成物は、当該分野において公知の方法によってシー
トもしくはフィルムに成形することができる。例えば、
ワックス、実質的に球状の窒化ホウ素、及び所望の式
(I)の化合物、軟化剤等をヒートミキサーで混練し、こ
の混練物をホットメルト塗工によりライナー状に塗工し
てシート化する。あるいは、上記成分を適切な溶剤に希
釈し、ミキサーで混合し、溶剤キャスティング法により
ライナー上に塗工し、シート化してもよい。
を所定量混合することによって製造される。この熱伝導
性組成物は、当該分野において公知の方法によってシー
トもしくはフィルムに成形することができる。例えば、
ワックス、実質的に球状の窒化ホウ素、及び所望の式
(I)の化合物、軟化剤等をヒートミキサーで混練し、こ
の混練物をホットメルト塗工によりライナー状に塗工し
てシート化する。あるいは、上記成分を適切な溶剤に希
釈し、ミキサーで混合し、溶剤キャスティング法により
ライナー上に塗工し、シート化してもよい。
【００１７】このシートの厚さは、その使用目的や適用
部位に応じて様々な厚さとすることができるが、一般に
できるだけ薄いことが好ましく、好ましくは0.02〜2.0m
m、より好ましくは0.1〜0.5mmである。この厚さが0.02m
m未満であると、発熱性部品と放熱体の間に十分な接着
強度を得ることが困難になり、結果として十分な放熱性
を得ることができない。一方、2.0mmより厚いと、発熱
性部品と放熱体の取り付け面積からのはみ出しが多くな
り、周囲への不必要な付着を生じる結果をとなる。
部位に応じて様々な厚さとすることができるが、一般に
できるだけ薄いことが好ましく、好ましくは0.02〜2.0m
m、より好ましくは0.1〜0.5mmである。この厚さが0.02m
m未満であると、発熱性部品と放熱体の間に十分な接着
強度を得ることが困難になり、結果として十分な放熱性
を得ることができない。一方、2.0mmより厚いと、発熱
性部品と放熱体の取り付け面積からのはみ出しが多くな
り、周囲への不必要な付着を生じる結果をとなる。
【００１８】このようにして成形されたシートはそのま
まで伝熱手段として使用することができる。しかし、所
望により、このシートを適当な基材と組み合わせて使用
することができる。適当な基材としては、例えば、プラ
スチックフィルム、織布、不織布、金属箔等を挙げるこ
とができる。織布、不織布については、例えばガラス、
ポリエステル、ポリオレフィン、ナイロン、炭素、セラ
ミックス等の繊維、あるいはそれらに金属コートを施し
た繊維から構成される織布、不織布を挙げることができ
る。機材は、シート表面層に位置してもよく、中間層に
位置していてもよい。
まで伝熱手段として使用することができる。しかし、所
望により、このシートを適当な基材と組み合わせて使用
することができる。適当な基材としては、例えば、プラ
スチックフィルム、織布、不織布、金属箔等を挙げるこ
とができる。織布、不織布については、例えばガラス、
ポリエステル、ポリオレフィン、ナイロン、炭素、セラ
ミックス等の繊維、あるいはそれらに金属コートを施し
た繊維から構成される織布、不織布を挙げることができ
る。機材は、シート表面層に位置してもよく、中間層に
位置していてもよい。
【００１９】このシートは常温においては固体であり、
発熱性部品と放熱体の間に挟んで使用することができ、
液状のグリースを使用する場合と比較して取り扱い性に
優れている。挟まれたシートは、発熱性部品が作動する
と、その熱により軟化して相変化をおこし、発熱性部品
と放熱体の間の隙間を埋める。また発熱性部品と放熱体
の間の厚さはかなり薄くなるため、熱抵抗値をかなり低
下させることができる。従って、このシートを構成する
熱伝導性組成物の軟化点は、好ましくは30〜150℃、よ
り好ましくは40〜100℃である。この軟化点は、構成成
分の種類及び量によって任意に設定可能である。
発熱性部品と放熱体の間に挟んで使用することができ、
液状のグリースを使用する場合と比較して取り扱い性に
優れている。挟まれたシートは、発熱性部品が作動する
と、その熱により軟化して相変化をおこし、発熱性部品
と放熱体の間の隙間を埋める。また発熱性部品と放熱体
の間の厚さはかなり薄くなるため、熱抵抗値をかなり低
下させることができる。従って、このシートを構成する
熱伝導性組成物の軟化点は、好ましくは30〜150℃、よ
り好ましくは40〜100℃である。この軟化点は、構成成
分の種類及び量によって任意に設定可能である。
【００２０】またこのシートは、式(I)の化合物を所定
量含ませることにより、従来のワックスを使用したシー
トと比較して、引張強度、折り曲げ強度等のシート強度
が優れており、使用時におけるシートの裂け、割れ等の
問題を起こすことなく使用することができる。
量含ませることにより、従来のワックスを使用したシー
トと比較して、引張強度、折り曲げ強度等のシート強度
が優れており、使用時におけるシートの裂け、割れ等の
問題を起こすことなく使用することができる。
【００２１】
【実施例】実施例１
融点54℃のパラフィンワックス75重量部、分子量40,000
のポリイソブチレン25重量部からなるバインダー85体積
％と、充填材として平均粒径50μｍの実質的に球状の窒
化ホウ素凝集体（水島合金鉄社製）15体積％を80℃で均
一に混練し、これを上下ライナーにはさみ、80℃でカレ
ンダリングして厚さ0.25mmの熱伝導性シートを得た。
のポリイソブチレン25重量部からなるバインダー85体積
％と、充填材として平均粒径50μｍの実質的に球状の窒
化ホウ素凝集体（水島合金鉄社製）15体積％を80℃で均
一に混練し、これを上下ライナーにはさみ、80℃でカレ
ンダリングして厚さ0.25mmの熱伝導性シートを得た。
【００２２】実施例２
充填材として平均粒径20μｍの実質的に球状の窒化ホウ
素凝集体（アドバンストセラミックス社製PT620）を用
いることを除き、実施例１と同様にして熱伝導性シート
を製造した。
素凝集体（アドバンストセラミックス社製PT620）を用
いることを除き、実施例１と同様にして熱伝導性シート
を製造した。
【００２３】実施例３
充填材として平均粒径100μｍの実質的に球状の窒化ホ
ウ素凝集体（アドバンストセラミックス社製PT670を分
級した）を用いることを除き、実施例１と同様にして熱
伝導性シートを製造した。
ウ素凝集体（アドバンストセラミックス社製PT670を分
級した）を用いることを除き、実施例１と同様にして熱
伝導性シートを製造した。
【００２４】実施例４
充填材の充填率を25体積％とすることを除き、実施例１
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
【００２５】比較例１
充填材として平均粒径200〜300μｍの実質的に球状の窒
化ホウ素凝集体（アドバンストセラミックス社製PT67
0）を用いることを除き、実施例１と同様にして熱伝導
性シートを製造した。なお、得られたシートの厚みは0.
35mmであった。
化ホウ素凝集体（アドバンストセラミックス社製PT67
0）を用いることを除き、実施例１と同様にして熱伝導
性シートを製造した。なお、得られたシートの厚みは0.
35mmであった。
【００２６】比較例２
充填材として平均粒径10μｍの板状窒化ホウ素（水島合
金鉄社製HP-1）を用いることを除き、実施例１と同様に
して熱伝導性シートを製造した。
金鉄社製HP-1）を用いることを除き、実施例１と同様に
して熱伝導性シートを製造した。
【００２７】比較例３
充填材として平均粒径45μｍの板状窒化ホウ素（アドバ
ンスセラミックス社製PT110）を用いることを除き、実
施例１と同様にして熱伝導性シートを製造した。
ンスセラミックス社製PT110）を用いることを除き、実
施例１と同様にして熱伝導性シートを製造した。
【００２８】比較例４
充填材として平均粒径40μｍの実質的に球状のアルミナ
（昭和電工社製CBA40）を用いることを除き、実施例１
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
（昭和電工社製CBA40）を用いることを除き、実施例１
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
【００２９】比較例５
充填材の充填率を５体積％とすることを除き、実施例１
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
【００３０】比較例６
充填材の充填率を35体積％とすることを除き、実施例１
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
【００３１】比較例７
充填材の充填率を25体積％とすることを除き、比較例２
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
と同様にして熱伝導性シートを製造した。
【００３２】熱伝導性シートの特性評価
上記のようにして製造した熱伝導性シートを、10mm×11
mmの大きさにカットし、ライナーから剥離した後、発熱
抵抗体と冷却アルミニウム板の間に挟み、発熱抵抗体に
20Wの電力を印加した。電力を印加して30秒後及び30分
後、発熱抵抗体の温度（Ｔ１）及びアルミニウム板の温
度（Ｔ２）を測定し、下記式より熱抵抗値を算出した。
30秒後の熱抵抗を初期熱抵抗とし、30分後の熱抵抗を最
終熱抵抗とした。 熱抵抗（℃cm2／Ｗ）＝（Ｔ１−Ｔ２）（℃）×試料面
積（cm2）／電力（Ｗ）
mmの大きさにカットし、ライナーから剥離した後、発熱
抵抗体と冷却アルミニウム板の間に挟み、発熱抵抗体に
20Wの電力を印加した。電力を印加して30秒後及び30分
後、発熱抵抗体の温度（Ｔ１）及びアルミニウム板の温
度（Ｔ２）を測定し、下記式より熱抵抗値を算出した。
30秒後の熱抵抗を初期熱抵抗とし、30分後の熱抵抗を最
終熱抵抗とした。 熱抵抗（℃cm2／Ｗ）＝（Ｔ１−Ｔ２）（℃）×試料面
積（cm2）／電力（Ｗ）
【００３３】この結果を以下の表１に示す。なお、参考
例として、熱伝導性シートの代わりに、熱伝導率1.6W/m
Kの熱伝導性グリース（東レ・ダウコーニングシリコー
ン社製SE4490CV）を用いて同様にして熱抵抗を測定し
た。
例として、熱伝導性シートの代わりに、熱伝導率1.6W/m
Kの熱伝導性グリース（東レ・ダウコーニングシリコー
ン社製SE4490CV）を用いて同様にして熱抵抗を測定し
た。
【００３４】
【表１】
【００３５】上記の結果から明らかなように、本発明の
組成物を用いて成形した熱伝導性シートでは、初期熱抵
抗及び最終熱抵抗を共に低くすることができ、特に板状
充填材を用いた場合と比較して初期熱抵抗を著しく低く
することができる。
組成物を用いて成形した熱伝導性シートでは、初期熱抵
抗及び最終熱抵抗を共に低くすることができ、特に板状
充填材を用いた場合と比較して初期熱抵抗を著しく低く
することができる。
【００３６】
【発明の効果】熱伝導性組成物の充填材として実質的に
球状の窒化ホウ素を用いることにより、この組成物より
成形した熱伝導性シートの熱伝導率を高め、特に相変化
前の初期熱抵抗を大きく低下させることができる。
球状の窒化ホウ素を用いることにより、この組成物より
成形した熱伝導性シートの熱伝導率を高め、特に相変化
前の初期熱抵抗を大きく低下させることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岡田 充彦
神奈川県相模原市南橋本３−８−８ 住友
スリーエム株式会社内
(72)発明者 丹沢 智弥
神奈川県相模原市南橋本３−８−８ 住友
スリーエム株式会社内
Ｆターム(参考） 4F071 AA21 AA71 AB27 AE15 AF44
AH12 BC01
4J002 AE03W BB17X BB18X DK006
FD116 GQ00
Claims (7)
- 【請求項１】 ワックス、及び実質的に球状の窒化ホウ
素を含む熱伝導性組成物。 - 【請求項２】 前記実質的に球状の窒化ホウ素を組成物
全体の10〜30体積％含む、請求項１記載の熱伝導性組成
物。 - 【請求項３】 前記実質的に球状の窒化ホウ素の平均粒
径が20〜100μｍである、請求項１又は２記載の熱伝導
性組成物。 - 【請求項４】 ワックス100重量部に対して10〜1,000重
量部の量の下式(I) 【化１】 （上式中、Ｒ1及びＲ2は独立に炭素数１〜３のアルキル
基であり、ｎは100〜100,000である）の化合物をさらに
含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱伝導性組
成物。 - 【請求項５】 前記式(I)の化合物がポリイソブチレン
である、請求項４記載の熱伝導性組成物。 - 【請求項６】 前記実質的に球状の窒化ホウ素のアスペ
クト比が１〜５である、請求項１〜５のいずれか１項に
記載の熱伝導性組成物。 - 【請求項７】 フィルムまたはシートの形態に成形され
ている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱伝導性
組成物。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2001289591A JP2003113313A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 熱伝導性組成物 |
| KR10-2004-7004058A KR20040039379A (ko) | 2001-09-21 | 2002-07-29 | 열전도성 조성물 |
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| US10/486,779 US20050228093A1 (en) | 2001-09-21 | 2002-07-29 | Thermoconductive composition |
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| EP02756746A EP1427792A1 (en) | 2001-09-21 | 2002-07-29 | Thermoconductive composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001289591A JP2003113313A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 熱伝導性組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003113313A true JP2003113313A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19112059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001289591A Pending JP2003113313A (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 熱伝導性組成物 |
Country Status (5)
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|---|---|
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| JP (1) | JP2003113313A (ja) |
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| WO (1) | WO2003027207A1 (ja) |
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| US9505914B2 (en) | 2015-01-29 | 2016-11-29 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inorganic filler, resin composition comprising the same and heat radiation substrate using the same |
| JP2018538690A (ja) * | 2015-12-03 | 2018-12-27 | 深▲セン▼▲徳▼邦界面材料有限公司Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｄａｒｂｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | ゴム変性の相変化熱伝導材料及びその製造方法 |
| JP2021059671A (ja) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | アイシン化工株式会社 | 放熱成形体用組成物 |
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| KR100587402B1 (ko) * | 2005-10-11 | 2006-06-08 | 일동화학 주식회사 | 도전선 패턴 형성을 위한 은 오르가노 졸 잉크 |
| US20110262728A1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-10-27 | Nitto Denko Corporation | Thermal conductive sheet, light-emitting diode mounting substrate, and thermal conductive adhesive sheet |
| CN102250588B (zh) * | 2011-05-18 | 2013-09-25 | 杨福河 | 一种高性能相变导热材料及其制备方法 |
| WO2013081061A1 (ja) | 2011-11-29 | 2013-06-06 | 三菱化学株式会社 | 窒化ホウ素凝集粒子、該粒子を含有する組成物、及び該組成物からなる層を有する三次元集積回路 |
| CN113150565B (zh) * | 2021-04-25 | 2022-09-27 | 华南理工大学 | 一种柔性导热绝缘粘性相变散热片及其制备方法与电池热管理系统 |
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-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001289591A patent/JP2003113313A/ja active Pending
-
2002
- 2002-07-29 CN CNA028183886A patent/CN1556841A/zh active Pending
- 2002-07-29 EP EP02756746A patent/EP1427792A1/en not_active Withdrawn
- 2002-07-29 WO PCT/US2002/023960 patent/WO2003027207A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-07-29 KR KR10-2004-7004058A patent/KR20040039379A/ko not_active Application Discontinuation
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