JP2015233104A - 熱伝導性シート - Google Patents
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Abstract
Description
(式中、R1は独立して、置換または非置換の炭素原子数1〜10、好ましくは1〜8の1価炭化水素基を表わし、aは1.90〜2.05である)を有し、1分子中に少なくとも2個の、ケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。(A)成分は好ましくは、重合度が20〜12,000、より好ましくは50〜10,000である。
(式中、R2は独立して炭素原子数6〜15のアルキル基であり、R3は独立して非置換または置換の炭素原子数1〜12の1価炭化水素基であり、R4は独立して炭素原子数1〜6のアルキル基であり、aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、但しa+bは1〜3である。)
で表されるアルコキシシランである。
(式中、R5は独立して炭素原子数1〜6のアルキル基であり、cは5〜100の整数である。)で表される、分子鎖片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサンである。R5で表されるアルキル基としては、上記式(1)中のR4で表されるアルキル基と同種のものが挙げられる。
(式中、rは5〜500の整数である。)で表わされるジメチルシロキサンである。
(C1)平均粒径が0.1μm以上5μm未満、好ましくは0.5μm以上2μm未満であり、粒径45μm以上の粒子の量が0〜3質量%であり、かつ粒径75μm以上の粒子の量が0〜0.01質量%であるアルミナ、および
(C2)平均粒径が5μm以上15μm未満、好ましくは5μm以上10μm未満であり、粒径45μm以上の粒子の量が0〜3質量%であり、かつ粒径75μm以上の粒子の量が0〜0.01質量%であるアルミナ
から成り、(C1)成分の量が20〜50質量%、好ましくは20〜40重量%であり、(C2)成分の量が50〜80質量%、好ましくは60〜80質量%である熱伝導性充填材が好ましい。
(A)成分:
(A−1)平均重合度8000の、ジメチルビニル基で両末端封止したジメチルポリシロキサン
(A−2)平均重合度3000の、ジメチルビニル基で両末端封止したジメチルポリシロキサン
(C−1)平均粒径が1μmであり、粒径45μm以上の粒子の量が3質量%以下であり、粒径75μm以上の粒子の量が0%の不定形アルミナ
(C−2)平均粒径が10μmであり、粒径45μm以上の粒子の量が3質量%以下であり、粒径75μm以上の粒子の量が0%の球状アルミナ
(C−3)(比較用)平均粒径が10μmであり、粒径45μm以上の粒子の量が10質量%であり、粒径75μm以上の粒子の量が3質量%である球状アルミナ
(C−4)(比較用)平均粒径が20μmであり、粒径45μm以上の粒子の量が3%以下であり、粒径75μm以上の粒子の量が0%である不定形アルミナ
(C−5)平均粒径が1μmであり、粒径45μm以上の粒子の量が3%以下であり、粒径75μm以上の粒子の量が0%である破砕状酸化亜鉛
[熱伝導性シリコーン組成物の調製]
表1に示す量(質量部)の成分をバンバリーミキサーに投入し、20分間混練りして、熱伝導性シリコーン組成物(ア)〜(カ)を調製した。
熱伝導率
得られたシリコーン組成物を、60x60x6mmの金型を用い、硬化後の厚みが6mmになるように圧力を調整して160℃で10分間プレス成形して、6mm厚のシート状に硬化させた。熱伝導率計(TPA−501、京都電子工業株式会社製の商品名)を用い、2枚のシートの間にプローブを挟んで該シートの熱伝導率を測定した。
硬度
得られたシリコーン組成物を、60x60x6mmの金型を用い、硬化後の厚みが6mmになるように圧力を調整して160℃で10分間プレス成形して、6mm厚のシート状に硬化させた。このシートを2枚重ねたものを試験片としてデューロメータA硬度計を用いて硬度を測定した。
ガラスクロスの目止め
上記で得られた熱伝導性シリコーン組成物を目止め用組成物として用い、これに、その量の20質量%のトルエンを添加し、プラネタリーミキサーを用いて混練りしてコーティング材を調製した。このコーティング材を、コンマコーターを用いてガラスクロスの片面に塗工することにより、ガラスクロスに目止めを施した。用いたコンマコーターは、幅が1300mmで、有効オーブン長が15mである。15mのオーブンは5mずつ3つのゾーンに区切られ、ゾーンごとに温度を調整できるようになっており、コンマ部に近い側から80℃、150℃および180℃とした。塗工速度は2m/分であった。ガラスクロスに上記コーティング材を連続的に塗工し、巻き取ることにより、目止めされたガラスクロスを得た。目止めされたガラスクロスの厚みは80μmであった。
上記で得られた熱伝導性シリコーン組成物に、その量の20質量%のトルエンを添加し、プラネタリーミキサーを用いて混練りして得たコーティング材を、上記で得られた目止めされたガラスクロスの一方の面(表面)に、コンマコーターを用いて、硬化後の厚みが60μmになるように塗工し、巻き取った。次いで、他方の面(裏面)も同様に塗工し巻き取ることで、総厚200μmの熱伝導性シートを得た。使用したコンマコーターおよび塗工条件は、上記目止めにおけるものと同じである。なお、比較例5では、目止めされたガラスクロスへの塗工を以下のようにして行った。オーブンの温度を、コンマ部に近い側から60℃、80℃および80℃とし、塗工速度を2m/分とした。オーブンの温度を、トルエンを揮発させかつ(B)過酸化物の分解が起こらないような温度に下げることにより、未加硫状態の製品を得た。この未加硫の状態の製品を適当なサイズに切り出し、プレス成形機を用いて、硬化後の厚みが200μmになるように圧力を調整し、170℃/10分でプレス成形を行うことにより熱伝導性シートを得た。
熱抵抗
ASTM D 5470に従って測定した。
絶縁破壊電圧
JIS K 6249に従って測定した。
Claims (11)
- 熱伝導性樹脂組成物で目止めされたガラスクロスの両面または片面に熱伝導性シリコーン組成物の硬化された層を有する熱伝導性シートにおいて、該熱伝導性シリコーン組成物がシリコーン成分および熱伝導性充填材(C)を含み、該熱伝導性充填材(C)の量が該シリコーン成分100質量部に対して1200〜2000質量部であり、該熱伝導性充填材(C)が15μm未満の平均粒径を有し、該熱伝導性充填材(C)において、粒径45μm以上の粒子の量が0〜3質量%であり、かつ粒径75μm以上の粒子の量が0〜0.01質量%であるところの前記熱伝導性シート。
- 前記熱伝導性シリコーン組成物が、前記シリコーン成分として、
(D)下記(D1)および(D2)から選択される1以上、
(D1)下記式(1):
(式中、R2は独立して炭素原子数6〜15のアルキル基であり、R3は独立して非置換または置換の炭素原子数1〜12の1価炭化水素基であり、R4は独立して炭素原子数1〜6のアルキル基であり、aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、但しa+bは1〜3である。)で表わされるアルコキシシラン、および
(D2)下記式(2):
(式中、R5は独立して炭素原子数1〜6のアルキル基であり、cは5〜100の整数である。)で表わされる、片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、
をさらに含む、請求項2に記載の熱伝導性シート。 - (D)成分の量が、シリコーン成分の量の合計の0.01〜60質量%である、請求項3に記載の熱伝導性シート。
- 熱伝導性シートの断面において、ガラスクロス層の厚さが60μm以下であり、熱伝導性シート全体の厚さが、熱伝導性シリコーン組成物の硬化された層を目止めされたガラスクロスの両面に有する場合には130〜900μmであり、片面に有する場合には80〜500μmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱伝導性シート。
- 前記熱伝導性シリコーン組成物の硬化物が3.0W/m・K以上の熱伝導率を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱伝導性シート。
- 前記熱伝導性シリコーン組成物の硬化物が60〜96のデューロメータA硬度を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱伝導性シート。
- 前記熱伝導性充填材(C)が、
(C1)平均粒径が0.1μm以上5μm未満であり、粒径45μm以上の粒子の量が0〜3質量%であり、かつ粒径75μm以上の粒子の量が0〜0.01質量%であるアルミナ 20〜50質量%、および
(C2)平均粒径が5μm以上15μm未満であり、粒径45μm以上の粒子の量が0〜3質量%であり、かつ粒径75μm以上の粒子の量が0〜0.01質量%であるアルミナ 50〜80質量%
からなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱伝導性シート。 - (C2)成分が球状アルミナである、請求項8に記載の熱伝導性シート。
- 総厚が0.2mmのときの熱抵抗が、ASTM D5470にしたがって測定されるとき、1.8cm2・K/W以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱伝導性シート。
- 総厚が0.2mmのときの絶縁破壊電圧が、JIS K6249にしたがって測定されるとき、6kV以上である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の熱伝導性シート。
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