JP2012229316A - 透明熱伝導性組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】透明性に優れ、さらには、機械強度および熱伝導性に優れる透明熱伝導性組成物を提供する。
【解決手段】23℃において半固形状態または固形状態である樹脂と、熱伝導性フィラーとを含有する透明熱伝導性組成物において、樹脂の屈折率と、熱伝導性フィラーの屈折率との差の絶対値を、0.05未満とし、熱伝導率を、2W/m・K以上とする。この透明熱伝導性組成物によれば、優れた透明性を確保するとともに、優れた機械強度および熱伝導性を確保することができる。そのため、この透明熱伝導性組成物は、透明性、機械強度および熱伝導性が要求される種々の放熱用途に用いることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、透明熱伝導性組成物に関する。
近年、ハイブリッドデバイス、高輝度LEDデバイス、電磁誘導加熱デバイスなどでは、半導体素子により電力を変換・制御するパワーエレクトロニクス技術が採用されている。パワーエレクトロニクス技術では、大電流を熱などに変換するため、半導体素子の近傍に配置される材料には、高い放熱性(高熱伝導性)が要求されている。
また、高輝度LEDデバイスなどにおいては、非発光部のみならず、発光部からも放熱させることが要求されており、そのため、透明性および熱伝導性にすぐれる放熱材が、要求されている。
例えば、透明な高分子組成物である液状シリコーン樹脂およびその硬化剤に、屈折率調整剤のシリコーンオイルと、硬化触媒とを添加し、マトリクス材とするとともに、そのマトリクス材中に、熱伝導性充填材として非晶性球状シリカを配合させて得られる透明熱伝導性組成物が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2010−248311号公報
しかるに、引用文献1に記載の透明熱伝導性組成物は、透明性に優れる一方、機械強度に劣り、また、熱変形する場合があり、さらには、熱伝導性が不十分であるという不具合がある。
本発明の目的は、透明性に優れ、さらには、機械強度および熱伝導性に優れる透明熱伝導性組成物を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の透明熱伝導性組成物は、樹脂と、熱伝導性フィラーとを含有し、前記樹脂が、23℃において半固形状態または固形状態であり、前記樹脂の屈折率と、前記熱伝導性フィラーの屈折率との差の絶対値が、0.05未満であり、熱伝導率が、2W/m・K以上であることを特徴としている。
このような透明熱伝導性組成物によれば、優れた透明性を確保するとともに、優れた機械強度および熱伝導性を確保することができる。
また、本発明の透明熱伝導性組成物では、線膨張係数が、160ppm/℃以下であることが好適である。
このような透明熱伝導性組成物によれば、良好に熱変形を抑制することができる。
また、本発明の透明熱伝導性組成物は、100μmの厚みにおいて、ヘイズ値が、0%を超過し10%以下であり、全光線透過率が、70%以上であることが好適である。
このような透明熱伝導性組成物によれば、より優れた透明性を確保することができる。
本発明の透明熱伝導性組成物によれば、優れた透明性を確保するとともに、優れた機械強度および熱伝導性を確保することができる。
そのため、本発明の透明熱伝導性組成物は、透明性、機械強度および熱伝導性が要求される種々の放熱用途に用いることができる。
本発明の透明熱伝導性組成物は、樹脂と、熱伝導性フィラーとを含有している。
樹脂は、熱伝導性フィラーを分散できるもの、つまり、熱伝導性フィラーが分散される分散媒体(マトリックス)であって、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂などが挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体など)、アクリル樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチルなど)、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド(ナイロン(登録商標))、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルスルホン、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリアミノビスマレイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリメチルペンテン、フッ化樹脂、液晶ポリマー、オレフィン−ビニルアルコール共重合体、アイオノマー、ポリアリレート、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体などが挙げられる。
これら樹脂は、単独使用または2種類以上併用することができる。
このような樹脂として、好ましくは、熱硬化性樹脂、より好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。
具体的には、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、水添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ダイマー酸変性ビスフェノール型エポキシ樹脂など)、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など)、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂(例えば、ビスアリールフルオレン型エポキシ樹脂など)、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂(例えば、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂など)などの芳香族系エポキシ樹脂、例えば、トリエポキシプロピルイソシアヌレート(トリグリシジルイソシアヌレート)、ヒダントインエポキシ樹脂などの含窒素環エポキシ樹脂、例えば、脂肪族型エポキシ樹脂(脂肪族脂環式エポキシ樹脂(例えば、ジシクロ環型エポキシ樹脂など)などを含む。)、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、例えば、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられる。
これらエポキシ樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。
エポキシ樹脂として、好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂が挙げられる。
また、エポキシ樹脂は、エポキシ当量が、例えば、100〜10000g/eqiv.、好ましくは、180〜7000g/eqiv.であり、軟化温度(環球法)が、例えば、10〜100℃、好ましくは、20〜80℃である。
また、エポキシ樹脂には、例えば、硬化剤および硬化促進剤を含有させて、エポキシ樹脂組成物として調製することができる。
硬化剤は、加熱によりエポキシ樹脂を硬化させることができる潜在性硬化剤(エポキシ樹脂硬化剤)であって、例えば、イミダゾール化合物、アミン化合物、酸無水物化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾリン化合物などが挙げられる。また、上記の他に、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィド化合物なども挙げられる。
イミダゾール化合物としては、例えば、2−フェニルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。
アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン、例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
酸無水物化合物としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、4−メチル−ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ピロメリット酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ジクロロコハク酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、クロレンディック酸無水物などが挙げられる。
アミド化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、ポリアミドなどが挙げられる。
ヒドラジド化合物としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。
イミダゾリン化合物としては、例えば、メチルイミダゾリン、2−エチル−4−メチルイミダゾリン、エチルイミダゾリン、イソプロピルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダゾリン、フェニルイミダゾリン、ウンデシルイミダゾリン、ヘプタデシルイミダゾリン、2−フェニル−4−メチルイミダゾリンなどが挙げられる。
これら硬化剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
硬化剤として、好ましくは、イミダゾール化合物、酸無水物化合物が挙げられる。
硬化促進剤としては、例えば、トリエチレンジアミン、トリ−2,4,6−ジメチルアミノメチルフェノールなどの3級アミン化合物、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−n−ブチルホスホニウム−o,o−ジエチルホスホロジチオエートなどのリン化合物、例えば、4級アンモニウム塩化合物、例えば、有機金属塩化合物、例えば、それらの誘導体などが挙げられる。これら硬化促進剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
エポキシ樹脂組成物における硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂100質量部に対して、例えば、0.5〜50質量部、好ましくは、1〜10質量部であり、硬化促進剤の配合割合は、例えば、0.1〜10質量部、好ましくは、0.2〜5質量部である。
上記した硬化剤および/または硬化促進剤は、必要により、溶媒により溶解および/または分散された溶媒溶液および/または溶媒分散液として調製できる。
溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(2−ブタノン)などケトン類、例えば、酢酸エチルなどのエステル類、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)などのアミド類などの有機溶媒などが挙げられる。また、溶媒として、例えば、水、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類などの水系溶媒も挙げられる。溶媒として、好ましくは、有機溶媒、さらに好ましくは、ケトン類、アミド類が挙げられる。
このような樹脂は、通常、23℃において、液状、半固形状態および固形状態のいずれかの形態であるが、透明熱伝導性組成物は、必須成分として、23℃において半固形状態または固形状態の樹脂を含有している。
23℃において半固形状態または固形状態の樹脂としては、特に制限されず、上記した樹脂中、23℃において半固形状態または固形状態のものが挙げられる。
これら23℃において半固形状態または固形状態の樹脂は、単独使用または2種類以上併用することができる。
23℃において半固形状態または固形状態の樹脂として、好ましくは、エポキシ樹脂、すなわち、23℃において半固形状態または固形状態のエポキシ樹脂が用いられる。
また、樹脂は、例えば、樹脂の粘度を調整する観点から、さらに、任意成分として、23℃において液状の樹脂を含有することができる。
23℃において液状の樹脂としては、特に制限されず、上記した樹脂中、23℃において液状のものが挙げられる。
これら23℃において液状の樹脂は、単独使用または2種類以上併用することができる。
23℃において液状の樹脂として、好ましくは、エポキシ樹脂、すなわち、23℃において液状のエポキシ樹脂が用いられる。
樹脂が、23℃において液状の樹脂を含有する場合には、その含有割合は、23℃において半固形状態または固形状態の樹脂と、23℃において液状の樹脂との総量100質量部に対して、23℃において液状の樹脂が、例えば、50質量部以下、好ましくは、30質量部以下である。
なお、樹脂には、上記した各成分(重合物)の他に、例えば、ポリマー前駆体(例えば、オリゴマーを含む低分子量ポリマーなど)、および/または、モノマーが含まれる。
樹脂の屈折率は、例えば、1.40〜1.90、好ましくは、1.45〜1.80である。
熱伝導性フィラーとしては、例えば、無機粒子などが挙げられ、そのような無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物、酸化物、水酸化物、金属、炭素系材料などが挙げられる。
炭化物としては、例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化チタン、炭化タングステンなどが挙げられる。
窒化物としては、例えば、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化クロム、窒化タングステン、窒化マグネシウム、窒化モリブデン、窒化リチウムなどが挙げられる。
酸化物としては、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化マグネシウム(マグネシア)、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。また、酸化物として、チタン酸バリウムなどの遷移金属酸化物などや、さらには、金属イオンがドーピングされている、例えば、酸化インジウムスズ、酸化アンチモンスズなどが挙げられる。
水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。
金属としては、例えば、銅、金、ニッケル、錫、鉄、または、それらの合金が挙げられる。
炭素系材料としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、ダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、ナノホーン、カーボンマイクロコイル、ナノコイルなどが挙げられる。
また、無機粒子は、その流動性などの観点から、必要により、シランカップリング剤などによって、公知の方法により表面処理されていてもよい。
これら熱伝導性フィラーは、単独使用または2種以上併用することができる。
例えば、上記樹脂として、エポキシ樹脂が用いられる場合には、熱伝導性フィラーとして、好ましくは、水酸化物、より好ましくは、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが挙げられる。
熱伝導性フィラーの形状としては、特に制限されず、例えば、球状、板状(鱗片状)が挙げられる。
熱伝導性フィラーが球状粒子である場合には、光散乱法により測定される平均粒子径が、例えば、100〜50000nm、好ましくは、500〜20000nmであり、板状粒子である場合には、その最大長さが、例えば、200〜50000nm、好ましくは、500〜45000nmである。
また、熱伝導性フィラーの屈折率は、例えば、1.40〜1.90、好ましくは、1.45〜1.80であって、上記樹脂の屈折率と、熱伝導性フィラーの屈折率との差の絶対値が、0.05未満、好ましくは、0.03未満、より好ましくは、0.02未満、とりわけ好ましくは、0である。
樹脂の屈折率と熱伝導性フィラーの屈折率との差の絶対値が上記範囲であれば、透明熱伝導性組成物の優れた透明性を確保することができる。
そして、透明熱伝導性組成物は、上記した各成分を、公知の方法で攪拌混合することによって、調製される。
攪拌混合では、各成分を効率よく混合すべく、例えば、溶媒を上記した各成分とともに配合するか、または、例えば、加熱により樹脂を溶融させることができる。
溶媒としては、上記と同様の有機溶媒が挙げられる。また、上記した硬化剤および/または硬化促進剤が、溶媒溶液および/または溶媒分散液として調製されている場合には、攪拌混合において溶媒を追加することなく、溶媒溶液および/または溶媒分散液の溶媒をそのまま攪拌混合のための混合溶媒として供することができる。あるいは、攪拌混合において溶媒を混合溶媒としてさらに追加することもできる。
また、溶媒を用いて攪拌混合する場合には、攪拌混合の後、必要により、溶媒を除去する。
溶媒を除去するには、例えば、室温にて、1〜48時間放置するか、例えば、40〜100℃で、0.5〜3時間加熱するか、または、例えば、0.001〜50kPaの減圧雰囲気下で、20〜60℃で、0.5〜3時間加熱する。
加熱により樹脂を溶融させる場合には、加熱温度が、例えば、40〜150℃、好ましくは、70〜140℃である。
透明熱伝導性組成物において、各成分の総量(固形分総量)100質量部に対する熱伝導性フィラーの配合割合は、例えば、30〜90質量部、好ましくは、40〜90質量部であり、樹脂の配合割合は、例えば、10〜70質量部、好ましくは、10〜60質量部である。
また、熱伝導性フィラーの配合割合は、樹脂100質量部に対して、例えば、400〜1000質量部、好ましくは、450〜850質量部でもある。
このような透明熱伝導性組成物の熱伝導率は、2W/m・K以上、好ましくは、2.05W/m・K以上、より好ましくは、2.1W/m・K以上、通常、5W/m・K以下である。
なお、透明熱伝導性組成物の熱伝導率は、パルス加熱法により測定する。パルス加熱法では、キセノンフラッシュアナライザー「LFA−447型」(NETZSCH社製)が用いられる。
また、透明熱伝導性組成物の線膨張係数(上記樹脂のガラス転移温度以下における線膨張率、α1)は、例えば、200ppm/℃以下、好ましくは、160ppm/℃以下、より好ましくは、150ppm/℃以下、通常、50ppm/℃以上である。
線膨張係数α1が上記範囲であれば、良好に熱変形を抑制することができる。
なお、線膨張係数α1は、熱機械分析装置(TMA:Thermo Mechanical Analysis)により測定される。
また、透明熱伝導性組成物の硬度は、ショアD硬度(HSD)が、例えば、30〜80、好ましくは、40〜80、より好ましくは、50〜80である。
硬度が上記範囲であれば、優れた機械強度を確保することができる。
なお、硬度(ショアD硬度)は、JIS Z 2246(2000年)に準拠して、硬度計により測定される。
また、透明熱伝導性組成物は、例えば、後述するように、シート状に形成することができる。
透明熱伝導性組成物を、厚み100μmmのシート状に成形した場合において、そのヘイズ値は、例えば、0%を超過し15%以下、好ましくは、0%を超過し10%以下、より好ましくは、0%を超過し5%以下である。
ヘイズ値は、光源から入射する透過光(平行光)が、シート状の透明熱伝導性組成物を透過して散乱するときの、透過光に対する散乱光の割合であって、下記式(1)で示される。
ヘイズ値(%)=(散乱光量)/(全透過光量)×100 (1)
ヘイズ値が上記範囲内であれば、より透明性に優れた透明熱伝導性組成物を得ることができる。一方、ヘイズ値が上記範囲を超える場合には、散乱光が増加し、白濁して見える場合がある。
なお、ヘイズ値は、JIS K7136(2000年)に準拠して、ヘイズメーター(日本電色工業社の「NDH2000」や、村上色彩技術研究所社の「HM−150型」)により測定される。
また、透明熱伝導性組成物を、厚み100μmmのシート状に成形した場合において、その全光線透過率は、例えば、60%以上、好ましくは、70%以上、より好ましくは、80%以上である。
全光線透過率は、光源から入射する光(入射光)が、シート状の透明熱伝導性組成物を透過するときの、入射光に対する透過光の割合であって、下記式(2)で示される。
全光線透過率(%)=(透過光量)/(入射光量)×100 (2)
全光線透過率が上記範囲に満たない場合には、光学特性が低下する場合がある。
なお、全光線透過率は、JIS K7361−1(1997年)に準拠して、ヘイズメーター(日本電色工業社、「NDH2000」や、村上色彩技術研究所社の「HM−150型」)により測定される。
ヘイズ値および全光線透過率が上記範囲であれば、より優れた透明性を確保することができる。
次いで、透明熱伝導性組成物を、シート状に成形する方法について説明する。
透明熱伝導性組成物をシート状に成形する場合には、例えば、上記した方法で各成分を攪拌混合して得られた透明熱伝導性組成物を、必要により、基材に塗布した後、熱プレスする。
具体的には、透明熱伝導性組成物を、例えば、必要により、2枚の離型フィルムを介して熱プレスし、プレスシートを得る。
熱プレスの条件は、温度が、例えば、50〜150℃、好ましくは、60〜140℃であり、圧力が、例えば、1〜100MPa、好ましくは、5〜50MPaであり、時間が、例えば、0.1〜100分間、好ましくは、1〜10分間である。
また、必要により、透明熱伝導性組成物を真空熱プレスすることもできる。真空熱プレスにおける真空度は、例えば、1〜100Pa、好ましくは、5〜50Paであり、温度、圧力および時間は、上記した熱プレスのそれらと同様である。
また、この方法では、例えば、2枚の離型フィルムのそれぞれに、透明熱伝導性組成物を塗布し、それら透明熱伝導性組成物が重なるように、2枚の離型フィルムを介して、透明熱伝導性組成物を熱プレスすることもできる。
また、樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、例えば、熱プレス工程後に、未硬化(あるいは半硬化(Bステージ状態))のシートを熱硬化させることによって、硬化後のシートを作製することができる。
透明熱伝導性組成物からなるシートを熱硬化させるには、上記した熱プレスまたは乾燥機が用いられる。好ましくは、乾燥機が用いられる。かかる熱硬化の条件は、温度が、例えば、60〜250℃、好ましくは、80〜200℃であり、圧力が、例えば、100MPa以下、好ましくは、50MPa以下である。
このようにして得られる、シート状の透明熱伝導性組成物の厚みは、例えば、50〜1000μm、好ましくは、100〜800μmである。
そして、本発明の透明熱伝導性組成物によれば、優れた透明性を確保するとともに、優れた機械強度および熱伝導性を確保することができる。
そのため、本発明の透明熱伝導性組成物は、透明性、機械強度および熱伝導性が要求される種々の放熱用途に用いることができる。
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例に限定されない。
実施例1
熱伝導性フィラーとして水酸化アルミニウム(商品名H−10 平均粒子径約50μm 昭和電工製)94gと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名JER1010 エポキシ当量3000〜5000g/eqiv. 固形状(23℃) 三菱化学製)10gと、粘度調整用の脂肪族脂環式エポキシ樹脂(商品名セロキサイド2021P エポキシ当量128〜140g/eqiv. 液状(23℃) ダイセル化学製)0.5gと、酸無水物化合物(硬化剤 商品名リカシッドMH−700 ヘキサヒドロフタル酸無水物/4−メチル−ヘキサヒドロフタル酸無水物 新日本理化製)0.5gと、イミダゾール化合物(硬化剤 商品名2P4MZ 2−フェニル−4−メチルイミダゾール 四国化成製)0.1gと、溶媒として2−ブタノン20gとを、混合装置(T.K.ハイビスミックス2P−03 プライミクス製)を用いて、0.6mmHgまで減圧しながら、30分間、回転数30rpmで混合分散し、分散液(透明熱伝導性組成物)を調製した。
次いで、得られた分散液を、シリコーン剥離処理を施したポリエチレンテレフタレート基材に、乾燥後の膜厚が75μmになるように塗工し、60℃で5分間乾燥した。
その後、得られた膜を2枚重ね、100℃に加熱したプレス機によって、膜厚が100μmになるようにスペーサーを用いて、熱プレスし、透明熱伝導性組成物をシート状に成形した。
なお、このような透明熱伝導性組成物において、水酸化アルミニウムの屈折率は、1.57であり、上記の樹脂(混合樹脂)の屈折率は、1.57であり、それら屈折率の差の絶対値は、0であった。
そして、得られた透明熱伝導性組成物のシートの熱伝導率は、2.1W/m・Kであった。
また、線膨張係数α1は、78ppm/℃、ショアD硬度(HSD)は、56であった。
また、ヘイズ値は、2.5%、全光線透過率が、86%であった。
実施例2
熱伝導性フィラーとして水酸化マグネシウム(商品名EPI−A 平均粒子径約7μm 神島化学製)94gと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名JER1002 エポキシ当量600〜700g/eqiv. 固形状(23℃) 三菱化学製)10gと、ビスフェノール型エポキシ樹脂(商品名YSLV−80XY、エポキシ当量200g/eqiv. 結晶性エポキシ樹脂 粒形(固形)状(23℃) 新日鉄化学製)10gと、酸無水物化合物(硬化剤 商品名リカシッドMH−700 ヘキサヒドロフタル酸無水物/4−メチル−ヘキサヒドロフタル酸無水物 新日本理化製)0.5g、イミダゾール化合物(硬化剤 商品名2P4MZ 2−フェニル−4−メチルイミダゾール 四国化成製)0.1gとを、小型粉砕機にて粉砕混合し、その後、100℃に加熱したプレス機によって、膜厚が100μmになるようにスペーサーを用いて、熱プレスし、透明熱伝導性組成物をシート状に成形した。
なお、このような透明熱伝導性組成物において、水酸化マグネシウムの屈折率は、1.58であり、上記の樹脂(混合樹脂)の屈折率は、1.58であり、それら屈折率の差の絶対値は、0であった。
そして、得られた透明熱伝導性組成物のシートの熱伝導率は、2.5W/m・Kであった。
また、線膨張係数α1は、71ppm/℃、ショアD硬度(HSD)は、54であった。
また、ヘイズ値は、3.5%、全光線透過率が、85%であった。
比較例1
熱伝導性フィラーとして窒化ホウ素(商品名PT−110 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製)7gと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名JER1002 エポキシ当量600〜700g/eqiv. 三菱化学)1gと、ビスフェノール型エポキシ樹脂(商品名YSLV−80XY、エポキシ当量200g/eqiv. 結晶性エポキシ樹脂 固形状(23℃) 新日鉄化学製)1gと、フェノール化合物(硬化剤 商品名ND564 昭和高分子製)0.5gと、イミダゾール化合物(硬化剤 商品名2P4MZ 2−フェニル−4−メチルイミダゾール 四国化成製)0.05gとを、小型粉砕機にて粉砕混合し、その後、100℃に加熱したプレス機によって、膜厚が100μmになるようにスペーサーを用いて、熱プレスし、透明熱伝導性組成物をシート状に成形した。
なお、このような透明熱伝導性組成物において、窒化ホウ素の屈折率は、1.74であり、上記の樹脂(混合樹脂)の屈折率は、1.58であり、それら屈折率の差の絶対値は、0.16であった。
そして、得られた透明熱伝導性組成物のシートの熱伝導率は、6.5W/m・Kであった。
また、線膨張係数α1は、79ppm/℃、ショアD硬度(HSD)は、55であった。
また、得られたシートは完全に不透明であり、全光線透過率は0%であった。
比較例2
熱伝導性フィラーとして、破砕シリカ(商品名SQ−H22 平均粒子径約22μm 林化成)80gと、半固形(グリース状)2液型シリコーン樹脂(商品名LPS−3412T 信越化学製)のA成分27gとを、混合装置(T.K.ハイビスミックス2P−03 プライミクス製)を用いて、0.6mmHgまで減圧しながら、30分間、回転数30rpmで混合分散し、分散液を調製した。
次いで、分散液に2液型シリコーン樹脂のB成分3gを加え、同条件で3分間混合し、透明熱伝導性組成物を得た。
次いで、得られた透明熱伝導性組成物を、シリコーン剥離処理を施したポリエチレンテレフタレート基材に、乾燥後の膜厚が100μmになるように塗工し、150℃で1時間加熱し、硬化させることにより、透明熱伝導性組成物をシート状に成形した。
なお、このような透明熱伝導性組成物において、破砕シリカの屈折率は、1.45であり、上記の樹脂の屈折率は、1.40であり、それら屈折率の差の絶対値は、0.05であった。
そして、得られた透明熱伝導性組成物のシートの熱伝導率は、0.6W/m・Kであった。
また、線膨張係数α1は、205ppm/℃、ショアD硬度(HSD)は、11であった。
また、ヘイズ値は、11.5%、全光線透過率が、15%であった。

Claims (3)

  1. 樹脂と、熱伝導性フィラーとを含有し、
    前記樹脂が、23℃において半固形状態または固形状態であり、
    前記樹脂の屈折率と、前記熱伝導性フィラーの屈折率との差の絶対値が、0.05未満であり、
    熱伝導率が、2W/m・K以上であることを特徴とする、透明熱伝導性組成物。
  2. 線膨張係数が、160ppm/℃以下であることを特徴とする、請求項1に記載の透明熱伝導性組成物。
  3. 100μmの厚みにおいて、
    ヘイズ値が、0%を超過し10%以下であり、
    全光線透過率が、70%以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載の透明熱伝導性組成物。
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WO2014092196A1 (ja) * 2012-12-11 2014-06-19 東レ・ダウコーニング株式会社 透明性に優れた高屈折率熱伝導性組成物、それからなる熱伝導性グリース、熱伝導性硬化物、熱軟化性熱伝導性組成物およびその用途
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