JP2016079353A - 高熱伝導有機無機コンポジット材料、その製造方法及び有機無機コンポジット膜 - Google Patents
高熱伝導有機無機コンポジット材料、その製造方法及び有機無機コンポジット膜 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 本発明の有機無機コンポジット材料熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、絶縁性熱伝導無機フィラー及び溶媒で構成される熱伝導性を有するシート状の有機無機コンポジット材料であって、前記絶縁性熱伝導無機フィラーが六方晶窒化ホウ素及び/又はシランカップリング剤若しくはシルセスキオキサンで表面改質した六方晶窒化ホウ素であり、六方晶窒化ホウ素のa−b結晶面がシートの面方向に沿って平行に配向していることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
[1] 熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、絶縁性熱伝導無機フィラー及び溶媒で構成される熱伝導性を有するシート状の有機無機コンポジット材料であって、前記絶縁性熱伝導無機フィラーが六方晶窒化ホウ素及び/又はシランカップリング剤若しくはシルセスキオキサンで表面改質した六方晶窒化ホウ素であり、六方晶窒化ホウ素のa−b結晶面がシートの面方向に沿って平行に配向していることを特徴とする有機無機コンポジット材料。
[2] 前記六方晶窒化ホウ素及び表面改質前の六方晶窒化ホウ素が比表面積2〜15m2/gの粒子であることを特徴とする請求項1に記載の有機無機コンポジット材料。
[3] 前記絶縁性熱伝導無機フィラーの体積含有量が、前記絶縁性熱伝導無機フィラー/(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂+前記絶縁性熱伝導無機フィラー)の式を計算して、40〜80vol%(六方晶窒化ホウ素換算)であることを特徴とする請求項1に記載の有機無機コンポジット材料。
[4] 前記熱可塑性樹脂がポリイミド又はポリビニルブチラールであり、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂及び/又はシルセスキオキサンであることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれかに記載の有機無機コンポジット材料。
[5] 前記熱可塑性樹脂又は前記熱硬化性樹脂、前記絶縁性熱伝導無機フィラー及び前記溶媒を溶液混練法で混練し、前記溶媒中に均一に分散させたペースト状の材料を基板上塗布し、基板を外側にして遠心力をかけることによりシート状にしたことを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれかに記載の有機無機コンポジット材料。
[6] 熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、六方晶窒化ホウ素及び/又はシランカップリング剤若しくはシルセスキオキサンで表面改質した六方晶窒化ホウ素からなる絶縁性熱伝導無機フィラー及び溶媒を溶液混練法で混練し、前記溶媒中に均一に分散させたペースト状の材料を基板上塗布し、基板を外側にして遠心力をかけることによりシート状にすることを特徴とする有機無機コンポジット材料の製造方法。
[7] 前記[1]〜[5]のいずれかに記載の有機無機コンポジット材料を熱処理して自立膜にすることを特徴とする有機無機コンポジット膜。
本発明の目的は、ヒートシンクが利用できない薄いデバイス機器の放熱を効率よく行うことにある。面方向に粒子が配向した平板やシートはその目的に合致するものであり、シート状にすることでデバイスがより薄型化されるため好ましい。
無機フィラーと樹脂で構成されるスラリーを、射出成形、押出成形或はブレード法により無機粒子を配向させてシート状に成形して製造することができる。或いは、ロールプレスにより無機粒子配向とシート成型を同時に行い製造することができる。更には、ブレード法で作製したシートを円筒の周囲に固定して、公転させることで得られる遠心力で遠心処理することにより、無機フィラーの接触度合を向上させることができる。
ポリビニルブチラール濃度が10%とるようにエタノールを秤量し、その中にポリビニルブチラール粉末を加えて十分に溶解させた。次に比表面積が11m2/gの六方晶窒化ホウ素粉末と熱可塑性樹脂であるポリビニルブチラール粉末の体積比が所定の比率6:4となるように秤量して添加したものを十分に撹拌混合し、ペーストを作製した。
(熱伝導率)=(熱拡散率)×(比熱)×(密度) 式(1)
<実施例2>
(熱伝導率)=(熱拡散率)×(比熱)×(密度) 式(1)
<比較例1>
<比較例2>
<比較例3>
これにより薄型デバイスなど面方向から筐体に熱を逃がすための放熱基板、放熱シートとしての利用の他に、ペースト化した分散液は放熱膜作製の塗料としても利用することができる。
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、絶縁性熱伝導無機フィラー及び溶媒で構成される熱伝導性を有するシート状の有機無機コンポジット材料であって、前記絶縁性熱伝導無機フィラーが六方晶窒化ホウ素及び/又はシランカップリング剤若しくはシルセスキオキサンで表面改質した六方晶窒化ホウ素であり、六方晶窒化ホウ素のa−b結晶面がシートの面方向に沿って平行に配向していることを特徴とする有機無機コンポジット材料。
- 前記六方晶窒化ホウ素及び表面改質前の六方晶窒化ホウ素が比表面積2〜15m2/gの粒子であることを特徴とする請求項1に記載の有機無機コンポジット材料。
- 前記絶縁性熱伝導無機フィラーの体積含有量が、前記絶縁性熱伝導無機フィラー/(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂+前記絶縁性熱伝導無機フィラー)の式を計算して、40〜80vol%(六方晶窒化ホウ素換算)であることを特徴とする請求項1に記載の有機無機コンポジット材料。
- 前記熱可塑性樹脂がポリイミド又はポリビニルブチラールであり、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂及び/またはシルセスキオキサンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の有機無機コンポジット材料。
- 前記熱可塑性樹脂又は前記熱硬化性樹脂、前記絶縁性熱伝導無機フィラー及び前記溶媒を溶液混練法で混練し、前記溶媒中に均一に分散させたペースト状の材料を基板上塗布し、基板を外側にして遠心力をかけることによりシート状にしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の有機無機コンポジット材料。
- 熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、六方晶窒化ホウ素及び/又はシランカップリング剤若しくはシルセスキオキサンで表面改質した六方晶窒化ホウ素からなる絶縁性熱伝導無機フィラー及び溶媒を溶液混練法で混練し、前記溶媒中に均一に分散させたペースト状の材料を基板上塗布し、基板を外側にして遠心力をかけることによりシート状にすることを特徴とする有機無機コンポジット材料の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の有機無機コンポジット材料を熱処理して自立膜にすることを特徴とする有機無機コンポジット膜。
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