JP2003321611A - 熱伝導性樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents

熱伝導性樹脂組成物及びその製造方法

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JP2003321611A
JP2003321611A JP2002126318A JP2002126318A JP2003321611A JP 2003321611 A JP2003321611 A JP 2003321611A JP 2002126318 A JP2002126318 A JP 2002126318A JP 2002126318 A JP2002126318 A JP 2002126318A JP 2003321611 A JP2003321611 A JP 2003321611A
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Japan
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resin composition
heat conductive
fine particles
resin
conductive fine
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JP2002126318A
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Atsushi Hasegawa
淳 長谷川
Kenichi Azuma
賢一 東
Shunji Hyozu
俊司 俵頭
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂バインダー中に熱伝導性微粒子を均一に
分散させることにより熱伝導性能が高く、且つ優れた取
り扱い性を有する熱伝導性樹脂組成物及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる樹脂バインダー中
に、熱伝導性微粒子が、実質的に凝集粒子が存在しない
状態で含有された熱伝導性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱伝導性樹脂組成物
及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、電気・電子部品等の発熱体と
放熱体との間に介在させ、それらの発熱体から発生する
熱を放散させる目的で、放熱シート等の放熱用部材が利
用されている。これらの放熱用部材としては、熱伝導性
微粒子を含有した放熱グリース、シリコーンゴムやアク
リル酸エステル系樹脂などの柔軟、且つ復元力のある樹
脂に熱伝導性微粒子を分散させた放熱シートが利用され
ている。
【0003】これらの放熱用部材の場合は、その熱伝導
性を向上させるために、熱伝導性微粒子を含有させるこ
とが主流となっている。しかしながら、樹脂中に熱伝導
性微粒子を分散させる際に、微粒子同士の摩擦力が大き
く、通常の混合機では過負荷となる可能性がある。その
ため、通常の混合方法では不十分で樹脂と微粒子との間
に隙間が生じ、樹脂組成物中に空気等が混入することに
より、熱伝導性が著しく低下するという問題点があっ
た。さらに、熱伝導性微粒子が均一に樹脂中に分散され
ていないため、放熱シートに対する要求性能の一つであ
る接着力についても接着力が不足する部分が発生すると
いう問題点があった。これらの問題点は、特に凝集を起
こし易い微粒子で顕著であり、二次凝集粒子の存在がそ
の原因であると推定されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み、樹脂と熱伝導性微粒子とを均一に分散させること
により熱伝導性能が高い熱伝導性樹脂組成物及びその製
造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明であ
る熱伝導性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂からなる樹脂バ
インダー中に、アルミナ、窒化アルミ及び窒化ホウ素か
ら選ばれる少なくとも1種以上の熱伝導性微粒子が、実
質的に凝集粒子が存在しない状態で含有された熱伝導性
樹脂組成物であって、該熱伝導性樹脂組成物中に占める
前記熱伝導性微粒子の体積総和が樹脂バインダーより過
剰となされていることを特徴とする。
【0006】請求項2記載の発明である熱伝導性樹脂組
成物の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる樹脂バインダ
ー中に熱伝導性微粒子が含有されている熱伝導性樹脂組
成物の製造方法であって、二次凝集している微粒子を含
む熱伝導性微粒子と少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂
からなる樹脂バインダーとの混合物をロール本数が三本
以上のロールミルを用いて混合し、前記熱伝導性樹脂組
成物中に占める熱伝導性微粒子の体積総和が樹脂バイン
ダーより過剰となるまで混合せしめることを特徴とす
る。
【0007】請求項3記載の発明である熱伝導性樹脂組
成物の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる樹脂バインダ
ー中に、熱伝導性樹脂組成物中に占める熱伝導性微粒子
の体積総和が50〜90体積%の割合で含有されている
熱伝導性樹脂組成物の製造方法であって、熱可塑性樹脂
からなる樹脂バインダーと二次凝集している微粒子を含
む熱伝導性微粒子との混合物をロール本数が三本以上の
ロールミルを用いて混合することを特徴とする。
【0008】以下に本発明について説明する。本発明で
樹脂バインダーとして用いられる熱可塑性樹脂として
は、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体;スチレン
−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−
イソプレン−スチレンブロック共重合体等のスチレン系
共重合体;エチレン−酢酸ビニル共重合体、ブタジエン
系樹脂、イソブチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレ
タン系樹脂、エポキシ系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチ
レン系樹脂、ブチラール系樹脂、ポリビニルアセタール
系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、シリコーン系樹
脂などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよ
く、2種以上が併用されてもよい。
【0009】本発明に係わる熱伝導性微粒子は、熱伝導
性樹脂組成物の熱伝導率を高めるために添加されるもの
であり、アルミナ、窒化アルミ及び窒化ホウ素から選ば
れる少なくとも1種以上が用いられる。これらの熱伝導
性微粒子は二次凝集を生じ易く、分散が困難な粒子とし
て知られており、これまでバインダー樹脂中に微粒子を
バインダー樹脂より過剰に分散させることが困難とされ
ていた。しかし、本発明の熱伝導性樹脂組成物は、この
ような熱伝導性微粒子が過剰に分散した状態で存在する
樹脂組成物である。
【0010】本発明の熱伝導性樹脂組成物中において熱
伝導性微粒子の占めるの体積総和は、バインダー樹脂よ
り過剰となるように配合されており、好ましくは熱伝導
性樹脂組成物の全体積中50〜90体積%である。体積
総和が、50体積%より少なくなると十分な熱伝導率が
得られず、90体積%を超えると被着体への接着力が低
下する。
【0011】次に、本発明の熱伝導性樹脂組成物の製造
方法について説明する。上記熱可塑性樹脂に所定量の上
記熱伝導性微粒子を加えた混合物は、プラストミル、ニ
ーダー、プラネタリーミキサー、バンバリーミキサー等
を用いてあらかじめ熱可塑性樹脂に熱伝導性微粒子を分
散させておいてもよい。ロールミルを用いて混合物に剪
断応力を加えることで熱可塑性樹脂に熱伝導性微粒子を
均一に分散させることができる。得られた熱伝導性樹脂
組成物は、コーティング成形、押出成形、プレス成形等
によって、所定の厚みのシートに成形することができ
る。
【0012】本発明で用いるロールミルは、熱伝導性微
粒子が凝集しやすい硬質粒子であることから、セラミッ
クコーティングロール、チタンロール等の硬質ロールを
用いたものが好ましく、ロール本数は3本以上のものが
好ましい。
【0013】熱伝導性樹脂組成物に占める熱伝導性微粒
子の体積総和は、バインダー樹脂より過剰となるように
配合され、好ましくは熱伝導性樹脂組成物の全体積中5
0〜90体積%である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げて本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限
定されるものではない。
【0015】(実施例1)スチレン−イソプレン−スチ
レンブロック共重合体20重量部、ドデシルベンゼン8
0重量部及び窒化アルミニウム(東洋アルミニウム社製
「R15S」)330重量部をプラストミルに供給して
混合し、スラリーとした。このスラリーに含まれる窒化
アルミニウムの割合は、50体積%であった。さらに、
このスラリーをアルミナ製ロールを備えロール本数3本
のロールミル(ノリタケ社製「NR−120A」、設定
回転数30rpm)を用いて混練した。尚、ロールにて
混練する回数は2回以上とした。次いで、プレス板の上
に離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム
(以下、離型PETフィルムという)を敷き、その上に
厚さ100μmの金属枠を載せ、金属枠内に上記スラリ
ー(ロール混練物)を流し込んだ。さらに、別の離型P
ETフィルムをスラリーの上に載せ、上下方向からプレ
ス板で挟み込み、室温下でプレス成形を行い、両面に離
型PETフィルムが積層された厚さ100μmのシート
状の熱伝導性樹脂組成物を得た。
【0016】上記シート状の熱伝導性樹脂組成物につい
て、図1に示した測定装置を用いて熱抵抗値を測定し
た。熱抵抗値が小さいものを熱伝導性が良好なものと判
断した。 アルミニウム製の冷却機S1 の上に、上記シ
ート状の熱伝導性樹脂組成物S 2 を積層し、さらにその
上に熱源となるICチップを積層した。この状態でボル
トS3 により締め付けトルク1N・mで締め付けた後I
Cチップに通電し、通電60分後のT1 とT2 の温度を
測定し、下式より熱抵抗を計算した。なお、冷却機S1
は内部に恒温水槽S4 から23℃の水が循環供給される
ようになっている。また、60分間で80Wの電力がI
Cチップに供給されるので、熱抵抗が下式で計算でき
る。 熱抵抗(℃/W)=(T1 −T2 )/80 熱抵抗を上式に基づいて算出し、0.16(℃/W)を
得た。
【0017】(実施例2)スチレン−イソプレン−スチ
レンブロック共重合体20重量部、ドデシルベンゼン8
0重量部及び窒化アルミニウム(東洋アルミニウム社製
「R15S」)330重量部をプラストミルに供給して
混合し、スラリーとした。このスラリーに含まれる窒化
アルミニウムの割合は、50体積%であった。さらに、
このスラリーをセラミックロールを備えロール本数3本
のロールミル(ノリタケ社製「NR−120A」、設定
回転数30rpm)を用いて混練した。尚、ロールにて
混練する回数は2回以上とした。このスラリーに含まれ
る窒化アルミニウムの割合は、70体積%であった。さ
らに、このスラリーから、実施例1と同様の方法によ
り、両面に離型PETフィルムが積層された厚さ100
μmのシート状の熱伝導性樹脂組成物を得た。このシー
ト状の熱伝導性樹脂組成物について、実施例1と同様に
して熱抵抗を算出し、0.08(℃/W)を得た。
【0018】(比較例1)プラストミルのみで混合しロ
ールミルを全く使用しなかったこと以外は、実施例1と
同様にして、両面に離型PETフィルムが積層された厚
さ100μmのシート状樹脂組成物(窒化アルミニウム
50体積%)を得た。このシート状樹脂組成物につい
て、実施例1と同様にして熱抵抗を算出し、0.19
(℃/W)を得た。
【0019】(比較例2)プラストミルのみで混合しロ
ールミルを全く使用しなかったこと以外は、実施例2と
同様にして、両面に離型PETフィルムが積層された厚
さ100μmのシート状樹脂組成物(アルミナ70体積
%)を得た。このシート状樹脂組成物について、実施例
1と同様にして熱抵抗を算出し、0.10(℃/W)を
得た。
【0020】
【発明の効果】本発明の熱伝導性樹脂組成物は、上述の
構成となされており、樹脂と熱伝導性微粒子とを均一に
分散させることにより熱伝導性能が高く、且つシート状
に加工した時に取り扱い易いシートが得られる。また、
本発明の熱伝導性樹脂組成物の製造方法は、上述の構成
となされており、ロール本数が三本以上のロールミルを
用いて混合することにより、比較的簡便な混合操作で、
樹脂バインダー中に熱伝導性微粒子を均一に分散させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱伝導性樹脂組成物の熱抵抗値を測定する装置
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 :冷却機 S2 :熱伝導性樹脂組成物 S3 :ボルト S4 :恒温水槽 IC:ICチップ T1 , 2 :温度測定箇所
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 3/38 C08K 3/38 Fターム(参考) 4F070 AA06 AA12 AA13 AA18 AA26 AA28 AA32 AA46 AA53 AA60 AB08 AB09 AC13 AC19 AE30 FA05 FB06 FC02 FC03 FC06 4J002 AC031 BB001 BB061 BB181 BC021 BE021 BE061 BG021 BG041 BG051 BG061 BP011 CD001 CK021 CP031 DE146 DF016 DK006

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂からなる樹脂バインダー中
    に、アルミナ、窒化アルミ及び窒化ホウ素から選ばれる
    少なくとも1種以上の熱伝導性微粒子が、実質的に凝集
    粒子が存在しない状態で含有された熱伝導性樹脂組成物
    であって、該熱伝導性樹脂組成物中に占める前記熱伝導
    性微粒子の体積総和が樹脂バインダーより過剰となされ
    ていることを特徴とする熱伝導性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 熱可塑性樹脂からなる樹脂バインダー中
    に熱伝導性微粒子が含有されている熱伝導性樹脂組成物
    の製造方法であって、二次凝集している微粒子を含む熱
    伝導性微粒子と少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂から
    なる樹脂バインダーとの混合物をロール本数が三本以上
    のロールミルを用いて混合し、前記熱伝導性樹脂組成物
    中に占める熱伝導性微粒子の体積総和が樹脂バインダー
    より過剰となるまで混合せしめることを特徴とする熱伝
    導性樹脂組成物の製造方法。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂からなる樹脂バインダー中
    に、熱伝導性樹脂組成物中に占める熱伝導性微粒子の体
    積総和が50〜90体積%の割合で含有されている熱伝
    導性樹脂組成物の製造方法であって、熱可塑性樹脂から
    なる樹脂バインダーと二次凝集している微粒子を含む熱
    伝導性微粒子との混合物をロール本数が三本以上のロー
    ルミルを用いて混合することを特徴とする熱伝導性樹脂
    組成物の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086271A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Dainippon Printing Co Ltd 放熱シート
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JP2013155366A (ja) * 2012-01-04 2013-08-15 Jnc Corp 熱拡散性樹脂組成物および該組成物を含むワニス

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