JP2007173617A - Heat dissipating sheet and method of manufacturing same - Google Patents

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Ryohei Nagata
良平 永田
Toshio Furutaka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat dissipating sheet (for electronic unit/electronic component) superior in heat dissipation, electric insulation, mechanical strength and flame retardancy, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: In the heat dissipation sheet, magnesium hydroxide particles are bound with binder resin having a glass transfer temperature of -50 to 50°C. A volume ratio of magnesium hydroxide particles/binder resin is 50/50 to 70/30, and sheet thickness is 10 to 150μm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、パソコン、携帯電話などの電子機器における、大規模集積回路(LSI)などの電子部品、プラズマディスプレーパネル(PDP)、有機EL又は無機EL、発光ダイオード(LED)、蛍光表示管(VFD)、陰極線管(CRT)等のディスプレーなどの表示装置、あるいは白熱電球、蛍光灯、EL(有機又は無機)、LEDなどを用いた照明器具等から発生する熱を効率よく外方に放熱するために使用される放熱シートに関する。   The present invention relates to an electronic component such as a large scale integrated circuit (LSI), a plasma display panel (PDP), an organic EL or an inorganic EL, a light emitting diode (LED), a fluorescent display tube (VFD) in an electronic device such as a personal computer or a cellular phone. ), Heat generated from a display device such as a cathode ray tube (CRT) or a lighting device using an incandescent bulb, a fluorescent lamp, an EL (organic or inorganic), LED, etc. is efficiently dissipated outward. It is related with the heat-radiation sheet used for.

近年、電子機器は高性能化、多機能化がめざましく、使用されるマイクロプロセッサー(MPU)、画像処理チップ、メモリーなどLSIの高性能化が進む一方で、それに伴いMPUから発生される熱によって、LSIの発熱量も増える一方であったため、熱対策が問題となっていた。
従来は、LSIの機器内適正配置で済む場合、そうでないときは小型ファンモーター等の放熱器の利用が一般的であった。しかしながら、ノート型パソコン、携帯電話機など、薄型軽量化(小型化)が特に追求されるような電子機器では、熱設計は難しくなる一方である。そして、以前は放熱器が不要であったMPUについても、発熱量の増加によって、放熱器を用いなければ放熱し切れなくなってきている。
MPUなどの電子部品に放熱器を設けるにあたって、通常は電子部品と放熱器との間に、高熱伝導率の材料から成る放熱シートを配置する。電子部品と放熱器とを直接接合すると、放熱器の接合面の微小な反り等から、電子部品と放熱器の間に空隙が生じ、この空隙が熱伝導の大きな抵抗となるからである。また、ファンモーターの音が気になるというユーザーの声もあり、放熱シートのみの使用でファンレス化したノート型パソコンも市販されるようになった。
また、PDPなどの表示装置においては、その表示輝度を高めるほど、熱が多く発生し、表示パネル部分の温度が高温となり表示パネルの表示品質特性が劣化する等の問題があり、表示パネルと放熱板との間にそれらに略密着するように熱伝導性シートを設けることが提案され(特許文献1参照)、実用化もされている。
このように、放熱シートは、電子機器、電子部品、表示装置等の熱対策にきわめて重要なものとなってきている。
In recent years, electronic devices have been remarkably improved in performance and functionality, and the performance of LSIs such as microprocessors (MPUs), image processing chips, and memories that are used has been increasing. Since the amount of heat generated by the LSI has been increasing, heat countermeasures have been a problem.
Conventionally, it is common to use a heatsink such as a small fan motor when proper arrangement in the LSI device is sufficient, otherwise. However, thermal design is becoming difficult for electronic devices such as notebook personal computers and mobile phones that are particularly thin and light (small). And even for MPUs that previously did not require a heatsink, due to an increase in the amount of heat generation, it has become impossible to radiate heat without using a heatsink.
When providing a radiator in an electronic component such as an MPU, a heat radiating sheet made of a material having a high thermal conductivity is usually disposed between the electronic component and the radiator. This is because, when the electronic component and the radiator are directly joined, a gap is generated between the electronic component and the radiator due to a minute warp of the joining surface of the radiator, and this gap becomes a resistance with large heat conduction. In addition, some users are concerned about the noise of fan motors, and notebook PCs that are fan-less by using only heat-dissipating sheets are now on the market.
In addition, in display devices such as PDPs, as the display brightness is increased, more heat is generated, and the temperature of the display panel becomes higher, resulting in deterioration of display quality characteristics of the display panel. It has been proposed to provide a heat conductive sheet so as to be in close contact with the plate (see Patent Document 1), and has been put into practical use.
As described above, the heat dissipation sheet has become extremely important for heat countermeasures of electronic devices, electronic components, display devices, and the like.

放熱シートとしては柔軟性が必要なため、ゴム性状のものが用いられていたが、熱伝導率を上げた放熱シートとして、近年、窒化ホウ素をポリオレフィン系ゴムに分散させた放熱シート(特許文献2参照)、平均アスペクト比が3未満の黒鉛質炭素繊維をマトリックス樹脂に分散させた放熱シート(特許文献3参照)などが提案されている。
なお、分散させる高熱伝導性粒子(無機質フィラー)として窒化ホウ素、アルミナ等の電気絶縁性物質を選択すれば、電気絶縁性放熱シートが得られ、また、黒鉛等の電気伝導性物質を選択すれば、電気伝導性放熱シートが得られ、各々用途に応じて使用されている。
これら無機質フィラー、特に後者の黒鉛質炭素繊維は熱伝導率がかなり高いものであるが、放熱シートの柔軟性、機械的強度等の物性を重視するために、放熱シート中の無機質フィラーの含量はそれほど高くなく、シートの膜厚も数百μmオーダーと比較的厚みのあるものであった。すなわち、これら放熱シートは何れも、必然的に、専らシートの熱伝導率を5〜10W/mK程度と高くすることによって、熱抵抗を低くし(熱貫流率を高くし)、以って放熱性能を高める設計思想を採用していた。
Since the heat-dissipating sheet requires flexibility, a rubber-like one has been used. However, as a heat-dissipating sheet with increased thermal conductivity, a heat-dissipating sheet in which boron nitride is dispersed in a polyolefin-based rubber in recent years (Patent Document 2) And a heat-dissipating sheet (see Patent Document 3) in which graphitic carbon fibers having an average aspect ratio of less than 3 are dispersed in a matrix resin have been proposed.
If an electrically insulating material such as boron nitride or alumina is selected as the highly thermally conductive particles (inorganic filler) to be dispersed, an electrically insulating heat dissipation sheet can be obtained, and if an electrically conductive material such as graphite is selected. Electrically conductive heat-dissipating sheets can be obtained and used depending on the application.
These inorganic fillers, especially the latter graphitic carbon fiber, have a fairly high thermal conductivity, but in order to emphasize physical properties such as flexibility and mechanical strength of the heat dissipation sheet, the content of the inorganic filler in the heat dissipation sheet is The film thickness was not so high, and the film thickness was comparatively thick, on the order of several hundred μm. That is, all of these heat radiating sheets inevitably have a low thermal resistance (high heat transmissivity) by increasing the thermal conductivity of the sheet to about 5 to 10 W / mK, thereby radiating heat. A design philosophy that enhances performance was adopted.

特許第3503625号公報Japanese Patent No. 3503625 特開平7−246628号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-246628 特開平9−283955号公報JP-A-9-283955

本発明は、かかる状況下、放熱シートを提供するに当たって、放熱性がよく、且つ電気絶縁性、機械的強度及び難燃性にもすぐれた(電子機器・電子部品用)放熱シート、ならびにそのための製造方法を提供することを目的とするものである。   Under such circumstances, the present invention provides a heat-dissipating sheet that is excellent in heat dissipation and excellent in electrical insulation, mechanical strength and flame retardancy (for electronic equipment / electronic parts), and for the same. The object is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、上記目的達成のための検討を行った結果、一定範囲のガラス転移温度(Tg)をもつ熱可塑性樹脂中に、特定の粒子を一定量分散させ、且つ放熱シートのシート厚さを制御することによって、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。   As a result of investigations for achieving the above object, the present inventors have dispersed a specific amount of specific particles in a thermoplastic resin having a glass transition temperature (Tg) in a certain range, and the sheet thickness of the heat radiating sheet. It has been found that the above problem can be solved by controlling the thickness. The present invention has been completed based on such findings.

すなわち本発明は、
(1)水酸化マグネシウム粒子を、ガラス転移温度が−50〜50℃であるバインダー樹脂で結着させてなる放熱シートであって、水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂の体積比が50/50〜70/30であり、シート厚みが10〜150μmであることを特徴とする放熱シート、
(2)前記水酸化マグネシウム粒子の平均粒径が0.1〜10μmである上記(1)記載の放熱シート、
(3)前記バインダー樹脂が、ポリエステル系樹脂、及び酢酸ビニル単位の比率が40〜80モル%であるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂から選ばれる1種以上である上記(1)又は(2)に記載の放熱シート、
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の放熱シートが離型性保護フィルム上に貼着された離型性保護フィルム付き放熱シート、
(5)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の放熱シートの上面及び/又は下面に粘着層を設けた粘着層付き放熱シート、及び
(6)水酸化マグネシウム粒子、ガラス転移温度が−50〜50℃であるバインダー樹脂及び溶剤からなるインキ組成物を塗工機により塗工し、溶剤を乾燥させて固化することによってシート化する放熱シートの製造方法であって、溶剤中に、相対蒸発速度190以上、沸点60〜130℃、且つ溶解度パラメータが8〜12である成分を80質量%以上含有することを特徴とする放熱シートの製造方法、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A heat dissipation sheet formed by binding magnesium hydroxide particles with a binder resin having a glass transition temperature of −50 to 50 ° C., and the volume ratio of magnesium hydroxide particles / binder resin is 50/50 to 70 / 30, and the sheet thickness is 10 to 150 μm,
(2) The heat dissipation sheet according to the above (1), wherein the magnesium hydroxide particles have an average particle size of 0.1 to 10 μm,
(3) The above (1) or (2), wherein the binder resin is at least one selected from a polyester resin and an ethylene-vinyl acetate copolymer resin having a vinyl acetate unit ratio of 40 to 80 mol%. Heat dissipation sheet as described in
(4) A heat-dissipating sheet with a releasable protective film in which the heat-dissipating sheet according to any one of the above (1) to (3) is stuck on a releasable protective film,
(5) The heat dissipation sheet with the adhesive layer which provided the adhesion layer in the upper surface and / or lower surface of the heat dissipation sheet in any one of said (1)-(3), and (6) Magnesium hydroxide particle and glass transition temperature. A method for producing a heat-dissipating sheet in which an ink composition comprising a binder resin and a solvent at −50 to 50 ° C. is applied by a coating machine, and the solvent is dried and solidified. In the solvent, A method for producing a heat-dissipating sheet comprising a component having a relative evaporation rate of 190 or more, a boiling point of 60 to 130 ° C., and a solubility parameter of 8 to 12% by mass,
Is to provide.

本発明の放熱シートは、熱伝導性、熱輻射性、電気絶縁性及び難燃性のいずれも良好な材料である水酸化マグネシウムをできるだけ少量のバインダー樹脂で結着し、且つ、シート厚みをできるだけ薄くしたものであるから、熱伝導、熱輻射による放熱性、電気絶縁性及び難燃性が良好である。
また、かかる放熱シートは、特定のガラス転移温度を有するバインダー樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に、水酸化マグネシウム粒子を分散させ、これを塗工し、乾燥することで薄膜の放熱シートを好適に製造することができ、放熱性のみならず、機械的強度、柔軟性等においても実用的な電気絶縁性及び難燃性にすぐれた放熱シートを得ることができる。
The heat-dissipating sheet of the present invention binds magnesium hydroxide, which is a material having good thermal conductivity, thermal radiation, electrical insulation and flame retardancy, with as little binder resin as possible, and the sheet thickness can be as small as possible. Since it is thinned, it has good heat conduction, heat radiation by heat radiation, electrical insulation and flame retardancy.
In addition, such a heat radiating sheet is obtained by dispersing magnesium hydroxide particles in a resin solution in which a binder resin having a specific glass transition temperature is dissolved in a solvent, coating it, and drying to form a thin heat radiating sheet. Thus, a heat radiating sheet excellent in practical electrical insulation and flame retardance can be obtained not only in heat dissipation but also in mechanical strength and flexibility.

本発明で使用される水酸化マグネシウム粒子は、プラスチック又はゴム用の一般グレードを使用することができ、特に制限されない。水酸化マグネシウムは、硬度が比較的低いので、本発明の好ましい製造方法であるインキ組成物を用いて塗布する方法において、塗工時に塗工ロールを傷めないという利点がある。また、非ハロゲン及び非リン系の難燃剤でもあるので、燃焼時や廃棄時の環境への負荷が小さいという利点もある。
本発明の好ましい製造方法で用いるインキ組成物中で水酸化マグネシウム粒子の均一な分散状態を得るため、及び十分な薄膜形成性を得るために、その平均粒径(レーザー回折法により測定)は0.1〜10μm、さらに好ましくは0.2〜3μm程度のものを使用するのがよい。即ち、平均粒径を0.1μm以上とすることで樹脂溶液中への均一分散が容易になる上、樹脂溶液の粘性増加を防止して流動性を向上させ、このため塗工適性が向上して均一な成膜が容易となる。一方、平均粒径を10μm以下とすることで150μm以下の放熱シートの薄膜化が容易になり、また、水酸化マグネシウム粒子同士の接触面積が高くなり、高熱伝導率を得ることが容易となる。更に放熱シートの機械的強度の低下も防止することができ、また十分な難燃性を付与することができる。
なお、水酸化マグネシウム粒子は、例えば、協和化学工業(株)製「キスマ5A」、神島化学工業(株)「マクシーズN−4」などの一般の難燃グレードを好ましく使用できる。
The magnesium hydroxide particles used in the present invention can be a general grade for plastics or rubber, and are not particularly limited. Magnesium hydroxide has a relatively low hardness, and therefore has an advantage that the coating roll is not damaged during coating in the method of coating using the ink composition which is a preferred production method of the present invention. Moreover, since it is also a non-halogen and non-phosphorus flame retardant, there is an advantage that the burden on the environment during combustion or disposal is small.
In order to obtain a uniform dispersion state of magnesium hydroxide particles in the ink composition used in the preferred production method of the present invention and to obtain a sufficient thin film formability, the average particle size (measured by laser diffraction method) is 0. It is preferable to use one having a thickness of about 1 to 10 μm, more preferably about 0.2 to 3 μm. That is, when the average particle size is 0.1 μm or more, uniform dispersion in the resin solution is facilitated, and an increase in the viscosity of the resin solution is prevented to improve fluidity, thereby improving coating suitability. And uniform film formation becomes easy. On the other hand, when the average particle size is 10 μm or less, it is easy to reduce the thickness of the heat-dissipating sheet having a thickness of 150 μm or less, and the contact area between the magnesium hydroxide particles is increased, so that high thermal conductivity is easily obtained. Furthermore, a reduction in mechanical strength of the heat dissipation sheet can be prevented, and sufficient flame retardancy can be imparted.
As the magnesium hydroxide particles, for example, general flame retardant grades such as “Kisuma 5A” manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. and “Maxies N-4” manufactured by Kamishima Chemical Industry Co., Ltd. can be preferably used.

本発明の放熱シートで使用されるバインダー樹脂は、ガラス転移温度(以下、Tgという、DSC法により測定。)が−50〜50℃であることが必要である。特に、Tgが−30〜10℃であることが好ましい。Tgがこの範囲であることで、水酸化マグネシウム粒子の含有量が高くても、すなわちバインダー樹脂量が低くても、放熱シートの薄膜での成膜性、柔軟性、及び実用的な機械強度等が確保できる。   The binder resin used in the heat dissipation sheet of the present invention needs to have a glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg, measured by DSC method) of −50 to 50 ° C. In particular, Tg is preferably −30 to 10 ° C. When Tg is in this range, even if the content of magnesium hydroxide particles is high, that is, the binder resin amount is low, the film formability, flexibility, and practical mechanical strength of the thin film of the heat dissipation sheet, etc. Can be secured.

本発明で使用されるバインダー樹脂としては、上記のTg範囲を充足するものであれば特に限定されないが、電気絶縁性にすぐれた放熱シートとするために、樹脂となったときの物性として、体積固有抵抗値が1×108Ω・m以上(電気伝導度でいうと1×10-8Ω-1・m-1以下に相当)、特に1×1012Ω・m以上であることが好ましく、1×1014Ω・m以上であることがさらに好ましい。
そのようなバインダー樹脂としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフィン、アクリル樹脂、各種合成ゴムなどが挙げられるが、溶剤への易溶解性、溶剤に溶解した組成物の塗工適性(粘度等)の他、シートの機械的強度、耐候性、耐熱性などの点から、ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が特に好適である。
The binder resin used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above Tg range, but in order to obtain a heat dissipation sheet with excellent electrical insulation, The specific resistance value is preferably 1 × 10 8 Ω · m or more (corresponding to 1 × 10 −8 Ω −1 · m −1 or less in terms of electrical conductivity), particularly preferably 1 × 10 12 Ω · m or more. More preferably, it is 1 × 10 14 Ω · m or more.
Examples of such binder resins include polyesters, polyurethanes, polyolefins, acrylic resins, and various synthetic rubbers. In addition to easy solubility in solvents, coating suitability of compositions dissolved in solvents (viscosity, etc.) Polyester resins and ethylene-vinyl acetate copolymer resins are particularly preferred from the viewpoint of the mechanical strength, weather resistance, heat resistance, and the like of the sheet.

ポリエステル系樹脂としては、上記のTg範囲を充足するほか、シートの柔軟性、及び本発明の放熱シートを製造するための溶剤への易溶解性の観点から、非晶質のポリエステル系樹脂が好ましく、また、耐侯性の点から飽和ポリエステルが好ましい。
かかる飽和ポリエステルとしては、コハク酸、アジピン酸などの飽和二塩基酸とエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオールなどの飽和二価アルコールのポリエステルなどが挙げられる。該飽和ポリエステルの数平均分子量(GPC法により測定)は5000〜50000の範囲であることが好ましい。
なお、ダイオキシン発生防止、低分子シロキサンによる接点不良の防止の観点から、ハロゲンフリー、シロキサンフリーであるポリエステル系樹脂であることが好ましい。
In addition to satisfying the above Tg range, the polyester resin is preferably an amorphous polyester resin from the viewpoint of sheet flexibility and easy solubility in a solvent for producing the heat dissipation sheet of the present invention. Moreover, saturated polyester is preferable from the viewpoint of weather resistance.
Examples of the saturated polyester include polyesters of saturated dibasic acids such as succinic acid and adipic acid and saturated dihydric alcohols such as ethylene glycol and 1,6-hexanediol. The number average molecular weight (measured by GPC method) of the saturated polyester is preferably in the range of 5000 to 50000.
From the viewpoint of preventing dioxin generation and preventing contact failure due to low molecular siloxane, a polyester resin that is halogen-free and siloxane-free is preferable.

エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂としては、上記のTg範囲を充足するものを用いる。ただし、放熱シートの柔軟性及び耐熱性の観点から、酢酸ビニル単位の比率が40〜80モル%であるEVM(ISO1692(1995))とよばれるエラストマーの範囲のものが特に好ましい。該エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂の数平均分子量(GPC法により測定)は、50000〜500000の範囲であることが好ましい。このEVMエラストマーは耐熱性が高いため、これを使用すると放熱シートの熱安定性が特に優れるという利点がある。
なお、ポリエステル系樹脂同様、ダイオキシン発生防止、低分子シロキサンによる接点不良の防止の観点から、ハロゲンフリー、シロキサンフリーであることが好ましい。
As the ethylene-vinyl acetate copolymer resin, one satisfying the above Tg range is used. However, from the viewpoints of flexibility and heat resistance of the heat dissipation sheet, those in the range of an elastomer called EVM (ISO 1692 (1995)) in which the ratio of vinyl acetate units is 40 to 80 mol% are particularly preferable. The number average molecular weight (measured by GPC method) of the ethylene-vinyl acetate copolymer resin is preferably in the range of 50,000 to 500,000. Since this EVM elastomer has high heat resistance, the use of this EVM elastomer has the advantage that the thermal stability of the heat dissipation sheet is particularly excellent.
In addition, like a polyester-type resin, it is preferable that it is halogen-free and siloxane-free from a viewpoint of prevention of dioxin generation | occurrence | production and a contact failure by low molecular siloxane.

本発明の放熱シートは、上記水酸化マグネシウム粒子/上記バインダー樹脂の体積比(以下、PV比ということがある。)が、50/50〜70/30の範囲であることを必須とする。PV比が50/50より低いと熱伝導性及び難燃性が不十分であり、70/30より高いと十分な機械的強度の放熱シートにすることが困難となる。そして、熱伝導率を重視した設計、具体的には熱伝導率を1W/mK以上としたい場合には、PV比を60/40〜70/30の範囲で制御し、一方、放熱シートの柔軟性を重視した設計とするのであれば、PV比を50/50〜60/40の範囲で制御することが好ましい。
また、放熱シートの十分な低熱抵抗を得るために放熱シートの厚みは10〜150μmの範囲とすることが必要であり、30〜120μmの範囲がさらに好ましい。放熱シートの厚みが10μm未満であると水酸化マグネシウム粒子の凝集物の存在のために均一な塗膜形成が困難であり、また、電気絶縁性を確保することが難しくなる。放熱シートの厚みが150μmを超えると、塗膜形成時の溶剤乾燥が困難で、平滑な塗膜を形成することが困難となるとともに、放熱シートの厚み方向への熱抵抗が大きく、放熱性が不十分となる。
すなわち、熱伝導性、赤外線波長域における熱輻射性(以下、単に「熱輻射性」ともいう。)を高くするため、高フィラー含量とし、且つ、放熱シートの厚みをできるだけ薄くしたものである。また、かかるバインダー樹脂に対する高フィラー比は、放熱シートの耐熱性を高めることができる。
In the heat dissipation sheet of the present invention, it is essential that the volume ratio of the magnesium hydroxide particles / the binder resin (hereinafter sometimes referred to as PV ratio) is in the range of 50/50 to 70/30. If the PV ratio is lower than 50/50, thermal conductivity and flame retardancy are insufficient, and if it is higher than 70/30, it is difficult to obtain a heat dissipation sheet having sufficient mechanical strength. And when the design is focused on thermal conductivity, specifically, when the thermal conductivity is desired to be 1 W / mK or more, the PV ratio is controlled in the range of 60/40 to 70/30, while the heat dissipation sheet is flexible. If the design is focused on the property, it is preferable to control the PV ratio in the range of 50/50 to 60/40.
Further, in order to obtain a sufficiently low heat resistance of the heat dissipation sheet, the thickness of the heat dissipation sheet needs to be in the range of 10 to 150 μm, and more preferably in the range of 30 to 120 μm. If the thickness of the heat dissipation sheet is less than 10 μm, it is difficult to form a uniform coating film due to the presence of aggregates of magnesium hydroxide particles, and it is difficult to ensure electrical insulation. When the thickness of the heat-dissipating sheet exceeds 150 μm, it is difficult to dry the solvent when forming the coating film, and it becomes difficult to form a smooth coating film, and the heat resistance in the thickness direction of the heat-dissipating sheet is large, and the heat dissipation is It becomes insufficient.
That is, in order to increase the thermal conductivity and thermal radiation in the infrared wavelength region (hereinafter also simply referred to as “thermal radiation”), the filler content is increased and the thickness of the heat dissipation sheet is made as thin as possible. Moreover, the high filler ratio with respect to this binder resin can improve the heat resistance of a thermal radiation sheet.

かかる本発明の放熱シートは、バインダー樹脂を溶剤に溶解した溶液に水酸化マグネシウム粒子を均一に分散した組成物を塗工し、溶剤を乾燥して固化せしめることにより、水酸化マグネシウム粒子含有量の高い、シート厚みの薄い放熱シートとすることができる。すなわち、本発明は、溶剤を使用することにより、水酸化マグネシウム粒子とバインダー樹脂混合物の流動性を高め、薄膜塗工適性を付与したものである。さらに、該組成物を塗工、成膜した後、含有する溶剤を乾燥除去することにより得られる固化した放熱シートの膜厚は、溶剤分だけ減少し、更なる薄膜化がなされる。   The heat radiating sheet of the present invention is obtained by applying a composition in which magnesium hydroxide particles are uniformly dispersed in a solution in which a binder resin is dissolved in a solvent, and drying and solidifying the solvent so that the content of magnesium hydroxide particles is increased. A high heat dissipation sheet with a small sheet thickness can be obtained. That is, in the present invention, by using a solvent, the fluidity of the magnesium hydroxide particles and the binder resin mixture is increased, and the thin film coating suitability is imparted. Furthermore, after coating and film-forming the composition, the film thickness of the solidified heat-dissipating sheet obtained by drying and removing the solvent contained is reduced by the amount of the solvent, thereby further reducing the film thickness.

本発明の放熱シートの製造に用いられる溶剤は、溶剤中に、相対蒸発速度190以上、沸点60〜130℃の範囲、且つ、溶解度パラメータ(SP値)が8〜12である成分を80質量%以上含有することが好ましい。これらの条件を満足する溶剤を用いることにより、本発明の放熱シートを効率的に生産することができる。特に、SP値がこの範囲であるとバインダー樹脂を高い濃度で溶解し、且つ水酸化マグネシウム粒子の分散性もよい。
ここで、相対蒸発速度とは、酢酸−n−ブチルの蒸発速度を100としたときの相対的な蒸発速度をいい、好ましくは190〜600の範囲である。また、沸点は常圧での沸点であり、SP値としては、さらに8.5〜11の範囲であることが好ましい。
かかる溶剤としては、上記条件を満足するものであれば特に制限されず、芳香族炭化水素、ケトン、エステルなどの溶剤を用いることができる。より具体的には、トルエン(相対蒸発速度:196、沸点:110.8℃、SP値:8.9)、メチルエチルケトン(相対蒸発速度:465、沸点:79.6℃、SP値:9.3)、酢酸エチル(相対蒸発速度:525、沸点:76.8℃、SP値:9.1)などが、塗工後の乾燥性、インキ組成物の流動性などの点から好ましく用いられる。これら溶剤は1種単独であるいは2種以上を混合して用いてもよい。
さらに、本発明の放熱シートを製造するためのインキ組成物としては、バインダー樹脂の溶液状態を損なわない範囲において、インキ組成物の流動性や乾燥速度の調節等の目的で、必要に応じ、20質量%を限度として、上記物性の範囲外である遅乾溶剤等を適宜の量、添加することができる。
The solvent used in the production of the heat dissipation sheet of the present invention contains 80% by mass of a component having a relative evaporation rate of 190 or more, a boiling point in the range of 60 to 130 ° C., and a solubility parameter (SP value) of 8 to 12. It is preferable to contain above. By using a solvent that satisfies these conditions, the heat dissipation sheet of the present invention can be produced efficiently. In particular, when the SP value is within this range, the binder resin is dissolved at a high concentration and the dispersibility of the magnesium hydroxide particles is good.
Here, the relative evaporation rate refers to a relative evaporation rate when the evaporation rate of acetic acid-n-butyl is 100, and is preferably in the range of 190 to 600. The boiling point is a boiling point at normal pressure, and the SP value is preferably in the range of 8.5 to 11.
The solvent is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied, and solvents such as aromatic hydrocarbons, ketones, and esters can be used. More specifically, toluene (relative evaporation rate: 196, boiling point: 110.8 ° C., SP value: 8.9), methyl ethyl ketone (relative evaporation rate: 465, boiling point: 79.6 ° C., SP value: 9.3) ), Ethyl acetate (relative evaporation rate: 525, boiling point: 76.8 ° C., SP value: 9.1) and the like are preferably used from the viewpoints of drying properties after coating, fluidity of the ink composition, and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, as an ink composition for producing the heat-radiating sheet of the present invention, as long as it is necessary, for the purpose of adjusting the fluidity of the ink composition and the drying speed, as long as the solution state of the binder resin is not impaired, 20 An appropriate amount of a slow-drying solvent or the like that is outside the above physical property range can be added up to a mass%.

本発明の放熱材料層を製造するための組成物は、ガラス転移温度が−50〜50℃であるバインダー樹脂100質量部を、溶剤75〜2300質量部に溶解した溶液に、水酸化マグネシウム粒子(熱伝導フィラー)200〜480質量部を、ディゾルバーなどを用いて、均一且つ微細に分散混合させたものである。
該組成物の塗工性は、組成物の各成分の種類、量に左右されるが、なかでも、溶剤の種類、量、熱伝導フィラーの形状・粒径、量等により大きく影響を受ける。
本発明に好適に使用されるコーティング法により、本発明の10〜150μmという薄いシート厚みの放熱シートを容易に得るためには、最適な溶剤配合量(インキ組成物の流動性、乾燥時の厚み収縮との関係を評価するために、組成物全体に対する溶剤の比率で表示する)としては該組成物中の溶剤量で20〜80質量%、水酸化マグネシウム粒子の粒径としては、前述のように0.1〜10μm程度、そして、水酸化マグネシウム粒子を分散したインキ組成物の粘度としては、25℃において、50〜10000mPa・s(B型粘度計(60回転))程度が好適である。
The composition for producing the heat dissipation material layer of the present invention was prepared by adding magnesium hydroxide particles (100 parts by mass of binder resin having a glass transition temperature of −50 to 50 ° C. in a solvent of 75 to 2300 parts by mass in a solvent. Thermally conductive filler) 200 to 480 parts by mass are uniformly and finely dispersed and mixed using a dissolver or the like.
The applicability of the composition depends on the type and amount of each component of the composition, but is greatly affected by the type and amount of the solvent, the shape / particle size of the heat conductive filler, the amount, and the like.
In order to easily obtain the heat dissipation sheet having a thin sheet thickness of 10 to 150 μm according to the present invention by the coating method suitably used in the present invention, the optimum solvent blending amount (the fluidity of the ink composition, the thickness when dried) In order to evaluate the relationship with shrinkage, it is expressed by the ratio of the solvent to the whole composition) as 20 to 80% by mass in the amount of solvent in the composition, and the particle size of the magnesium hydroxide particles is as described above. The viscosity of the ink composition in which the magnesium hydroxide particles are dispersed is preferably about 50 to 10000 mPa · s (B-type viscometer (60 rotations)) at 25 ° C.

なお、本発明の放熱シートには、赤外線の波長域における輻射率(以下、単に「輻射率」ともいう。)を高めるために、放熱特性、電気絶縁特性に悪影響を与えない範囲で、非導電性カーボンブラック等の黒色系顔料を添加することができる。また、放熱特性(熱伝導率、熱輻射性)に大きな悪影響を与えない程度であれば、黒色系以外の着色剤、シランカップリング剤、イソシアネートなどの硬化剤、熱安定剤、分散剤、マイクロシリカなどを適宜、適量選択して配合しても差し支えない。   The heat-dissipating sheet of the present invention is non-conductive within a range that does not adversely affect heat-dissipation characteristics and electrical insulation characteristics in order to increase the radiation rate in the infrared wavelength region (hereinafter also simply referred to as “radiation rate”). Black pigments such as carbon black can be added. In addition, as long as the heat dissipation characteristics (thermal conductivity, thermal radiation) are not significantly adversely affected, colorants other than black, silane coupling agents, curing agents such as isocyanate, thermal stabilizers, dispersants, micros An appropriate amount of silica or the like may be appropriately selected and blended.

本発明の放熱シートを製造するための組成物である水酸化マグネシウム粒子を分散したインキ組成物は、コンマコーター、ダイヘッドコーター、グラビア印刷機などの通常の塗工機(コーティング機)等で、樹脂フィルムや離型層付き樹脂フィルム等の上に塗工され、遠赤外線輻射ヒーター、温風吹付けなどによって乾燥されることにより、溶剤乾燥の分だけその膜厚が低減した状態でシート化される。
該樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等が用いられる。また、上記離型層としては、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等が用いられる。
The ink composition in which the magnesium hydroxide particles, which is a composition for producing the heat-dissipating sheet of the present invention, is dispersed in a normal coating machine (coating machine) such as a comma coater, die head coater, gravure printing machine, etc. It is coated on a film, a resin film with a release layer, and the like, and dried by a far-infrared radiation heater, hot air spraying, etc., thereby forming a sheet with the film thickness reduced by the amount of solvent drying.
As the resin film, a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET), a nylon resin, a polyolefin resin such as polypropylene, or the like is used. Moreover, a silicone resin, a melamine resin, etc. are used as said release layer.

成膜された放熱シートの熱伝導率は、勿論、より高い方が放熱性能上好ましい。ただし、本発明においては、放熱シートの厚みを150μm以下と薄くすることで熱抵抗を下げる設計のため、放熱シートの熱伝導率は0.8W/mK程度以上、より好ましくは1.0W/mK以上あれば実用上求められる放熱性能は得られる。この厚み及び熱伝導率の組合せ及び水酸化マグネシウムの熱輻射性により、従来の、厚み500μmで熱伝導率5W/mK程度の放熱シートと同等の放熱性能を得ることができる。前記のような配合の組成物を用いて薄膜とすれば、この程度の熱伝導率は容易に得られる。
なお、熱伝導率の測定は、ASTM C518、JIS A 1412、JIS R1611に規定の方法、レーザーフラッシュ法等公知の方法に準拠して行う。
また、本発明の放熱シートはUL−94規格に準拠して測定した難燃性の試験において、V−0相当の難燃性を有する。しかも、ハロゲンを含有しないために燃焼時にダイオキシン等が発生することもなく、さらにリンを含有しないために、廃棄時の土壌汚染や水質汚染の問題が発生しない。
Of course, a higher heat conductivity of the formed heat dissipation sheet is preferable in terms of heat dissipation performance. However, in the present invention, the heat conductivity of the heat dissipation sheet is about 0.8 W / mK or more, more preferably 1.0 W / mK because the heat resistance is reduced by reducing the thickness of the heat dissipation sheet to 150 μm or less. If it is more than it, the heat dissipation performance calculated | required practically will be obtained. Due to this combination of thickness and thermal conductivity and the thermal radiation of magnesium hydroxide, it is possible to obtain the same heat dissipation performance as a conventional heat dissipation sheet having a thickness of 500 μm and a thermal conductivity of about 5 W / mK. If a thin film is formed using the composition having the above composition, this degree of thermal conductivity can be easily obtained.
The thermal conductivity is measured in accordance with a known method such as a method prescribed in ASTM C518, JIS A 1412, or JIS R1611, a laser flash method.
Moreover, the heat-radiation sheet of this invention has a flame retardance equivalent to V-0 in the flame retardance test measured based on UL-94 specification. In addition, since it does not contain halogen, no dioxin or the like is generated at the time of combustion. Further, since it does not contain phosphorus, there is no problem of soil contamination or water pollution during disposal.

このようにして得られた放熱シートは、離型性フィルムから剥がし、あるいは、離型性フィルムを保護フィルムとして積層したままの状態で、放熱シートとしての使用に供するための製品の形とすることができる。
また、本発明の放熱シートは、粘着性層を放熱シートの上面又は下面にさらに設けた構成、すなわち粘着層付き放熱シートとしてもよく、これにより、製品使用時の利便性が高まる。
The heat dissipating sheet thus obtained is peeled off from the releasable film, or in the form of a product for use as a heat dissipating sheet with the releasable film being laminated as a protective film. Can do.
Moreover, the heat-radiation sheet of this invention is good also as a structure which further provided the adhesive layer in the upper surface or lower surface of the heat-radiation sheet, ie, a heat-radiation sheet with an adhesive layer, and this improves the convenience at the time of product use.

本発明の放熱シートは、トランジスタ、LSI、MPUなどの電子部品、PDPなどの表示装置等の発熱体の表面、裏面、側面等に、組立て、発光、画像表示等の支障にならない位置に貼付する。これにより、本発明の放熱シートは、使用形態に応じた放熱機構を発現する。例えば、ヒートシンク、水冷もしくは空冷の冷却器など熱排出システムと積層ないし連結して用いる場合には、本発明の放熱シートは、発熱体から該熱排出システムへ熱を伝達する通路となる。熱は専ら熱排出システムから熱伝導及び/又は熱輻射により外部へ放出される。この場合は、本発明の放熱シートは、その低熱抵抗性により高効率で発熱体から熱排出システムへ熱を輸送することで良好な放熱機構に寄与する。一方、本発明の放熱シート単体で発熱体表面に貼着して使用する場合は、発熱体から該放熱シートの厚み方向及び面内方向に熱伝導にて伝達した熱を、専ら該放熱シート表面からの熱輻射によって(及びこれに加えて一部は周囲雰囲気への熱伝導によって)外部へ放出される。この場合は、本発明の放熱シートは、その低熱抵抗性により高効率で発熱体からの熱を該放熱シート表面の熱輻射面に輸送せしめ、且つ該熱輻射面に到達した熱をその表面の高熱輻射性によって高効率で輻射することによって、良好な放熱機構に寄与する。   The heat-dissipating sheet of the present invention is affixed to the surface, back surface, side surface, etc. of heating elements such as transistors, LSIs, MPUs, and other electronic devices, and display devices such as PDPs, at positions that do not hinder assembly, light emission, and image display . Thereby, the heat-radiation sheet of this invention expresses the heat-radiation mechanism according to the usage form. For example, when used by being stacked or connected to a heat exhaust system such as a heat sink, a water-cooled or air-cooled cooler, the heat-dissipating sheet of the present invention serves as a passage for transferring heat from the heating element to the heat exhaust system. Heat is released from the heat exhaust system exclusively by heat conduction and / or heat radiation. In this case, the heat dissipation sheet of the present invention contributes to a good heat dissipation mechanism by transporting heat from the heating element to the heat exhaust system with high efficiency due to its low thermal resistance. On the other hand, when the heat-dissipating sheet of the present invention is used by sticking to the surface of the heat generating body, the heat transferred from the heat generating element by heat conduction in the thickness direction and in-plane direction of the heat-dissipating sheet exclusively. Due to the heat radiation from (and in addition to this, partly by heat conduction to the surrounding atmosphere). In this case, the heat radiating sheet of the present invention transports heat from the heating element to the heat radiating surface of the heat radiating sheet with high efficiency due to its low thermal resistance, and heat that has reached the heat radiating surface on the surface. By radiating with high efficiency by high heat radiation, it contributes to a good heat dissipation mechanism.

以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、各実施例及び比較例で得られた放熱シートの評価は以下の方法により行った。
(1)シート密度(g/cm3
5.0×10.0cmのサイズに切り取った放熱シートの膜厚及び重さ(質量)(g)を測定して算出した。
(2)放熱性
放熱性の評価は以下の測定により行った。各実施例及び比較例で得られた放熱シートを直径83mm、高さ100mmの金属缶(表面が鏡面であるステンレス鋼)の側面全面に貼り付け、缶中に加温した水を入れて、缶の温度が89℃になるように調整した。この缶を、25℃に調整した縦290mm、横380mm、高さ360mmの密閉した段ボール紙でできた箱内に置き、30分、60分及び90分経過後の水温の変化を測定した。また、放熱シートを貼り付けずに同様の実験を行って、30分、60分及び90分経過後の水温の変化を測定し(参考例1として第1表に表示)、これを基準値として温度の低下率を併せて表示した。
(3)熱伝導率
ASTM C518、JIS A 1412、JIS R1611に準拠して、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を求め、該熱拡散率と熱容量(密度×比熱)との積として熱伝導率を算出する方法で行った。
(4)難燃性
UL−94規格垂直難燃試験に準拠して難燃性の評価を行った。
(5)機械的強度
放熱シートの引張破壊伸び及び引張強さをJIS K 7113に準拠して求め、以下の基準で評価した。
○;引張破壊伸びが5%以上且つ引張強さ0.5N/10mm以上
×;引張破壊伸びが5%未満又は引張強さ0.5N/10mm未満
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, evaluation of the thermal radiation sheet obtained by each Example and the comparative example was performed with the following method.
(1) Sheet density (g / cm 3 )
The film thickness and weight (mass) (g) of the heat-dissipating sheet cut to a size of 5.0 × 10.0 cm were measured and calculated.
(2) Heat dissipation The heat dissipation was evaluated by the following measurement. The heat-dissipating sheets obtained in each of the examples and comparative examples were attached to the entire side surface of a metal can (stainless steel with a mirror surface) having a diameter of 83 mm and a height of 100 mm. The temperature was adjusted to 89 ° C. This can was placed in a box made of sealed corrugated paper having a length of 290 mm, a width of 380 mm and a height of 360 mm adjusted to 25 ° C., and the change in water temperature after 30 minutes, 60 minutes and 90 minutes was measured. In addition, the same experiment was conducted without attaching the heat-dissipating sheet, and the change in water temperature after 30 minutes, 60 minutes and 90 minutes was measured (displayed in Table 1 as Reference Example 1), and this was used as a reference value. The temperature decrease rate was also displayed.
(3) Thermal conductivity In accordance with ASTM C518, JIS A 1412, and JIS R1611, the thermal diffusivity is obtained by a laser flash method, and the thermal conductivity is calculated as the product of the thermal diffusivity and the heat capacity (density × specific heat). It was done by the method.
(4) Flame retardance Flame retardancy was evaluated according to the UL-94 standard vertical flame retardant test.
(5) Mechanical strength The elongation at break and tensile strength of the heat-dissipating sheet were determined according to JIS K 7113 and evaluated according to the following criteria.
○: Tensile breaking elongation is 5% or more and tensile strength is 0.5 N / 10 mm or more ×: Tensile breaking elongation is less than 5% or tensile strength is less than 0.5 N / 10 mm

実施例1
300mL容の攪拌混合機を備えた容器中で、バインダー樹脂として、ポリエステル樹脂A(非晶質飽和共重合ポリエステル;東洋紡績(株)製、商品名:「バイロン300」、Tg:6℃、数平均分子量23000、比重1.20、体積固有抵抗値1.3×1015Ω)をメチルエチルケトン/トルエン混合溶剤(混合比20:80)中に30質量%溶解した溶液100質量部に、水酸化マグネシウム粒子(神島化学(株)製「マグシーズN−4」、平均粒径:1.1μm)60質量部を加え、攪拌・混合して、水酸化マグネシウム粒子が均一に分散したインキ組成物を得た。得られたインキ組成物を、コンマコーター(井上金属工業(株)製)により、離型剤塗布PETフィルムの離型層上に塗工し、熱風乾燥して、含有する溶剤を乾燥除去することで放熱シートを得た。塗工速度を3m/minとし、乾燥温度を50〜120℃とした乾燥ゾーン4ユニット(ユニット長さ:2m×4、乾燥温度 第1ユニット:50℃、第2ユニット:80℃、第3ユニット:100℃、第4ユニット:120℃)を通過させて、シート厚60μmの放熱シートを得た。水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂体積比(PV比)=50/50である。得られた放熱シートの物性及び放熱性を第1表に示す。
Example 1
Polyester resin A (amorphous saturated copolyester; manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: “Byron 300”, Tg: 6 ° C., number in a container equipped with a 300 mL stirring mixer Magnesium hydroxide was added to 100 parts by mass of a solution in which 30% by mass of an average molecular weight of 23,000, a specific gravity of 1.20, and a volume resistivity of 1.3 × 10 15 Ω) were dissolved in a methyl ethyl ketone / toluene mixed solvent (mixing ratio 20:80). 60 parts by mass of particles (“Magsees N-4” manufactured by Kamishima Chemical Co., Ltd., average particle size: 1.1 μm) was added, and the mixture was stirred and mixed to obtain an ink composition in which magnesium hydroxide particles were uniformly dispersed. . The obtained ink composition is coated on a release layer of a release agent-coated PET film by a comma coater (manufactured by Inoue Metal Industry Co., Ltd.), dried with hot air, and the solvent contained therein is removed by drying. A heat dissipation sheet was obtained. 4 units of drying zone with a coating speed of 3 m / min and a drying temperature of 50 to 120 ° C. (unit length: 2 m × 4, drying temperature: first unit: 50 ° C., second unit: 80 ° C., third unit : 100 ° C., fourth unit: 120 ° C.) to obtain a heat dissipation sheet having a sheet thickness of 60 μm. Magnesium hydroxide particle / binder resin volume ratio (PV ratio) = 50/50. Table 1 shows the physical properties and heat dissipation of the obtained heat dissipation sheet.

実施例2
ポリエステル樹脂Aに代えて、EVMエラストマー(ISO1692(1995)、酢酸ビニル単位の比率が80モル%、Tg:5℃、数平均分子量91000)を用いたこと以外は実施例1と同様にして放熱シートを得、実施例1と同様に評価した。なお、水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂体積比(PV比)=50/50である。結果を第1表に示す。
Example 2
A heat radiating sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that EVM elastomer (ISO1692 (1995), vinyl acetate unit ratio was 80 mol%, Tg: 5 ° C., number average molecular weight 91000) was used instead of polyester resin A. And evaluated in the same manner as in Example 1. The magnesium hydroxide particle / binder resin volume ratio (PV ratio) = 50/50. The results are shown in Table 1.

実施例3
ポリエステル樹脂Aの含有量を20質量部、水酸化マグネシウム粒子の含有量を80質量部としたこと以外は実施例1と同様にして放熱シートを得た。水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂体積比(PV比)=66/34である。得られた放熱シートについて、上記方法で評価した結果を第1表に示す。
Example 3
A heat radiating sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content of the polyester resin A was 20 parts by mass and the content of the magnesium hydroxide particles was 80 parts by mass. Magnesium hydroxide particle / binder resin volume ratio (PV ratio) = 66/34. Table 1 shows the results of evaluating the obtained heat dissipation sheet by the above method.

比較例1
本発明の放熱シートの代わりに、厚さ60μmのアルミニウムを貼り、上記方法にて放熱性を評価した。結果を第1表に記す。
Comparative Example 1
Instead of the heat-dissipating sheet of the present invention, aluminum having a thickness of 60 μm was attached, and the heat dissipation was evaluated by the above method. The results are shown in Table 1.

比較例2
ポリエステル樹脂Aの含有量を40質量部、水酸化マグネシウム粒子の含有量を60質量部としたこと以外は実施例1と同様にして放熱シートを得た。水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂体積比(PV比)=43/57である。得られた放熱シートについて、上記方法で評価した結果を第1表に示す。
Comparative Example 2
A heat radiating sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content of the polyester resin A was 40 parts by mass and the content of the magnesium hydroxide particles was 60 parts by mass. Magnesium hydroxide particle / binder resin volume ratio (PV ratio) = 43/57. Table 1 shows the results of evaluating the obtained heat dissipation sheet by the above method.

比較例3
ポリエステル樹脂Aの含有量を14質量部、水酸化マグネシウム粒子の含有量を86質量部としたこと以外は実施例1と同様にして放熱シートを得た。水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂体積比(PV比)=75/25である。得られた放熱シートについて、上記方法で評価した結果を第1表に示す。
Comparative Example 3
A heat radiating sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content of the polyester resin A was 14 parts by mass and the content of the magnesium hydroxide particles was 86 parts by mass. Magnesium hydroxide particle / binder resin volume ratio (PV ratio) = 75/25. Table 1 shows the results of evaluating the obtained heat dissipation sheet by the above method.

比較例4
ポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂B(非晶質飽和共重合ポリエステル;東洋紡績(株)製、商品名:「バイロン200」(Tg:67℃、数平均分子量17000、比重1.26、SP値11.73、体積固有抵抗値7.2×1016Ω)を用いたこと以外は実施例1と同様にして放熱シートの作製を試みた。しかしながら、実用的な機械的強度をもつシートを得ることはできなかった。なお、水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂体積比(PV比)=50/50である。
Comparative Example 4
Polyester resin B (amorphous saturated copolyester; manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: “Byron 200” (Tg: 67 ° C., number average molecular weight 17000, specific gravity 1.26, SP value 11.73) Except that a specific volume resistivity of 7.2 × 10 16 Ω) was used, an attempt was made to produce a heat dissipation sheet in the same manner as in Example 1. However, a sheet having practical mechanical strength could be obtained. The volume ratio of magnesium hydroxide particles / binder resin (PV ratio) = 50/50.

比較例5
ポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂C(東洋紡績(株)製、試作品のウレタン変性ポリエステル、Tg:−54℃)を用いたこと以外は実施例1と同様にして放熱シートの作製を試みた。しかしながら、実用的な機械的強度をもつシートを得ることはできなかった。なお、水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂体積比(PV比)=50/50である。
Comparative Example 5
A heat radiating sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that polyester resin C (manufactured by Toyobo Co., Ltd., prototype urethane-modified polyester, Tg: −54 ° C.) was used as the polyester resin. However, a sheet having practical mechanical strength could not be obtained. The magnesium hydroxide particle / binder resin volume ratio (PV ratio) = 50/50.

Figure 2007173617
Figure 2007173617

*1 ポリエステル樹脂A;非晶質飽和共重合ポリエステル;東洋紡績(株)製、商品名:「バイロン300」、Tg:6℃、数平均分子量23000、比重1.20、体積固有抵抗値1.3×1015Ω
*2 ポリエステル樹脂B;非晶質飽和共重合ポリエステル;東洋紡績(株)製、商品名:「バイロン200」、Tg:67℃、数平均分子量17000、比重1.26、体積固有抵抗値7.2×1016Ω
*3 ポリエステル樹脂C;東洋紡績(株)製、試作品のウレタン変性ポリエステル、Tg:−54℃
*4 EVM;ISO1692(1995)、酢酸ビニル単位の比率が80モル%、Tg:5℃、数平均分子量91000
* 1 Polyester resin A; amorphous saturated copolyester; manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: “Byron 300”, Tg: 6 ° C., number average molecular weight 23000, specific gravity 1.20, volume resistivity 1. 3 × 10 15 Ω
* 2 Polyester resin B; amorphous saturated copolyester; manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: “Byron 200”, Tg: 67 ° C., number average molecular weight 17,000, specific gravity 1.26, volume resistivity 7. 2 × 10 16 Ω
* 3 Polyester resin C; manufactured by Toyobo Co., Ltd., prototype urethane-modified polyester, Tg: -54 ° C
* 4 EVM: ISO 1692 (1995), vinyl acetate unit ratio of 80 mol%, Tg: 5 ° C., number average molecular weight 91000

第1表に示すとおり、本発明の放熱シートは、表面に高効率で伝導してきた熱を表面の高輻射性によって外界に輻射する機構による放熱性が高く、放熱シートを貼付しない場合(ステンレス鋼缶表面は低熱伝導性、且つ低熱輻射性)や、アルミニウム箔(高熱伝導率、且つ低熱輻射率)を貼付した場合に比較して、30分後で8.3〜10.3%の温度低下、60分後で10.2〜14.5%の温度低下、さらに90分後では12.9〜19.0%もの温度低下が見られ、無風の環境下において優れた放熱性を有することがわかる。なお、アルミニウム箔を貼付した比較例1は、高熱伝導率(約240W/mK)にて熱を表面にまで伝導しても、表面の熱輻射性が低い為(全輻射率0.04)、結果的には放熱性は殆ど発現されてないことがわかる。また、熱伝導率についても0.80〜1.09と高く、熱伝導による放熱性も高いことがわかる。さらに、本発明の放熱シートは燃焼性試験において高い難燃性を有し、機械的強度も高いことがわかる。
また、図1に示す通り、本発明の放熱シートの熱伝導率は、PV比に比例する。すなわち、PV比を制御することにより任意の熱伝導率を得られることがわかる。
As shown in Table 1, the heat-dissipating sheet of the present invention is highly heat-dissipating by a mechanism that radiates the heat conducted to the surface with high efficiency to the outside due to the high-radiation property of the surface. The surface of the can has a low thermal conductivity of 8.3 to 10.3% after 30 minutes as compared to the case where a low thermal conductivity and low thermal radiation property) or aluminum foil (high thermal conductivity and low thermal radiation rate) is applied. After 60 minutes, the temperature decreased by 10.2 to 14.5%, and after 90 minutes, the temperature decreased by 12.9 to 19.0%, and had excellent heat dissipation in a windless environment. Recognize. In addition, since the comparative example 1 which stuck the aluminum foil conducted heat to the surface with high thermal conductivity (about 240 W / mK), since the thermal radiation property of the surface is low (total radiation rate 0.04), As a result, it can be seen that almost no heat dissipation is exhibited. Moreover, it is understood that the thermal conductivity is as high as 0.80 to 1.09, and the heat dissipation by thermal conduction is also high. Furthermore, it can be seen that the heat radiating sheet of the present invention has high flame retardancy and high mechanical strength in the flammability test.
Moreover, as shown in FIG. 1, the heat conductivity of the thermal radiation sheet | seat of this invention is proportional to PV ratio. That is, it can be seen that an arbitrary thermal conductivity can be obtained by controlling the PV ratio.

本発明によれば、熱伝導性、熱輻射性、電気絶縁性及び難燃性のいずれも良好な材料である水酸化マグネシウムをできるだけ少量のバインダー樹脂で結着することができ、しかもシート厚みを薄くすることが可能であるため、本発明の放熱シートは熱伝導、熱輻射による放熱性、電気絶縁性及び難燃性が良好である。また、放熱性のみならず、機械的強度、柔軟性等においても実用的な電気絶縁性に優れる。
また、かかる放熱シートは、特定のガラス転移温度を有するバインダー樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に、水酸化マグネシウム粒子を分散させ、これを塗工し、乾燥することにより高い生産性で製造することができる。
According to the present invention, magnesium hydroxide, which is a material having good thermal conductivity, thermal radiation, electrical insulation and flame retardancy, can be bound with as little binder resin as possible, and the sheet thickness can be reduced. Since it is possible to reduce the thickness, the heat dissipating sheet of the present invention has good heat conduction, heat dissipating property due to heat radiation, electrical insulation and flame retardancy. Moreover, it is excellent in practical electrical insulation not only in heat dissipation but also in mechanical strength and flexibility.
In addition, such a heat dissipation sheet is manufactured with high productivity by dispersing magnesium hydroxide particles in a resin solution in which a binder resin having a specific glass transition temperature is dissolved in a solvent, and applying and drying the particles. can do.

本発明の放熱シートにおけるフィラー量と熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the filler amount and heat conductivity in the thermal radiation sheet | seat of this invention.

Claims (6)

水酸化マグネシウム粒子を、ガラス転移温度が−50〜50℃であるバインダー樹脂で結着させてなる放熱シートであって、水酸化マグネシウム粒子/バインダー樹脂の体積比が50/50〜70/30であり、シート厚みが10〜150μmであることを特徴とする放熱シート。 A heat dissipation sheet formed by binding magnesium hydroxide particles with a binder resin having a glass transition temperature of −50 to 50 ° C., and the volume ratio of magnesium hydroxide particles / binder resin is 50/50 to 70/30 And a sheet thickness is 10 to 150 μm. 前記水酸化マグネシウム粒子の平均粒径が0.1〜10μmである請求項1記載の放熱シート。 The heat dissipation sheet according to claim 1, wherein the magnesium hydroxide particles have an average particle size of 0.1 to 10 μm. 前記バインダー樹脂が、ポリエステル系樹脂、及び酢酸ビニル単位の比率が40〜80モル%であるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂から選ばれる1種以上である請求項1又は2に記載の放熱シート。 The heat dissipation sheet according to claim 1 or 2, wherein the binder resin is at least one selected from a polyester-based resin and an ethylene-vinyl acetate copolymer resin having a vinyl acetate unit ratio of 40 to 80 mol%. 請求項1〜3のいずれかに記載の放熱シートが離型性保護フィルム上に貼着された離型性保護フィルム付き放熱シート。 A heat-dissipating sheet with a releasable protective film, wherein the heat-dissipating sheet according to any one of claims 1 to 3 is stuck on a releasable protective film. 請求項1〜3のいずれかに記載の放熱シートの上面及び/又は下面に粘着層を設けた粘着層付き放熱シート。 The heat-radiation sheet with the adhesion layer which provided the adhesion layer in the upper surface and / or lower surface of the heat-radiation sheet in any one of Claims 1-3. 水酸化マグネシウム粒子、ガラス転移温度が−50〜50℃であるバインダー樹脂及び溶剤からなるインキ組成物を塗工機により塗工し、溶剤を乾燥させて固化することによってシート化する放熱シートの製造方法であって、溶剤中に、相対蒸発速度190以上、沸点60〜130℃、且つ溶解度パラメータが8〜12である成分を80質量%以上含有することを特徴とする放熱シートの製造方法。 Manufacture of a heat radiation sheet that is formed into a sheet by coating an ink composition comprising magnesium hydroxide particles, a binder resin having a glass transition temperature of −50 to 50 ° C. and a solvent with a coating machine, and drying and solidifying the solvent. A method for producing a heat-dissipating sheet, wherein the solvent contains a component having a relative evaporation rate of 190 or more, a boiling point of 60 to 130 ° C., and a solubility parameter of 8 to 12 in a solvent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018061351A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 ダイキン工業株式会社 Substrate unit and heat dissipation assembly

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