JP2019108496A - Thermal conductive sheet and production method thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a thermal conductive sheet having high insulation reliability.SOLUTION: The thermal conductive sheet comprises a resin and an insulating filler, where the particle size distribution curve of the insulating filler on a volume basis has at least one peak in a particle size range of 133 μm to 890 μm.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、熱伝導シート及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a heat conductive sheet and a method of manufacturing the same.

近年、プラズマディスプレイパネル(PDP)や集積回路(IC)チップ等の電子部品は、高性能化に伴って発熱量が増大している。その結果、電子部品を用いた電子機器では、電子部品の温度上昇による機能障害対策を講じる必要が生じている。   2. Description of the Related Art In recent years, electronic components such as plasma display panels (PDPs) and integrated circuit (IC) chips have an increased amount of heat generation as their performance is enhanced. As a result, in electronic devices using electronic components, it is necessary to take measures against functional failure due to temperature rise of the electronic components.

電子部品の温度上昇による機能障害対策としては、一般に、電子部品等の発熱体に対し、金属製のヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体を取り付けることによって、放熱を促進させる方法が採られている。そして、放熱体を使用する際には、発熱体から放熱体へと熱を効率的に伝えるために、通常、熱伝導率が高いシート状の部材(熱伝導シート)などの放熱部材を介在させた状態で発熱体と放熱体とを密着させている。   As measures against functional failure due to temperature rise of electronic components, generally, a method is adopted in which heat dissipation is promoted by attaching a heat sink such as a metal heat sink, a heat dissipation plate, a heat dissipation fin to a heat generating element such as an electronic component. ing. And when using a heat sink, in order to efficiently transfer heat from a heat generating body to a heat sink, a heat radiating member such as a sheet-like member (heat conductive sheet) having a high thermal conductivity is usually interposed The heat generating body and the heat radiating body are in close contact with each other.

そして、従来から、放熱部材としての熱伝導シートの特性を向上させる検討がなされている。例えば、特許文献1には、所定の平均粒径を有する板状窒化ホウ素粒子を、シート厚み方向に対してその長軸方向に配向するように、所定の樹脂に分散させることで、高い熱伝導性を有する熱伝導シートを製造する方法が記載されている。   In the past, studies have been made to improve the characteristics of the heat conductive sheet as a heat dissipation member. For example, Patent Document 1 discloses high thermal conductivity by dispersing plate-like boron nitride particles having a predetermined average particle diameter in a predetermined resin so as to be oriented in the long axis direction with respect to the sheet thickness direction. A method of producing a thermally conductive sheet having a property is described.

また、例えば、特許文献2には、熱伝導性に優れた熱伝導シートを得るために、高熱伝導性無機充填材として、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させて形成した二次凝集粒子を用いることが提案されている。   Further, for example, in Patent Document 2, in order to obtain a thermally conductive sheet excellent in thermal conductivity, secondary aggregation particles formed by aggregating primary particles of boron nitride are used as a high thermal conductivity inorganic filler. Has been proposed.

さらにまた、例えば、特許文献3には、樹脂と、粒子状炭素材料と、繊維状炭素ナノ構造体とを含有するとともに、表層部に繊維状炭素ナノ構造体が偏在してなる複合粒子を加圧成形して熱伝導性に優れたシートを得ることが提案されている。   Furthermore, for example, Patent Document 3 includes a composite particle containing a resin, a particulate carbon material, and a fibrous carbon nanostructure, and in which the fibrous carbon nanostructure is unevenly distributed in the surface layer portion. It has been proposed to obtain a sheet excellent in thermal conductivity by pressure molding.

国際公開第2010/047278号WO 2010/047278 国際公開第2009/041300号WO 2009/041300 特開2017−88792号公報JP, 2017-88792, A

ここで、熱伝導シートには、シート間の絶縁性能にばらつきが少ない、即ち、絶縁信頼性に優れることも求められている。しかし、上記特許文献1〜3に従う熱伝導シートは、絶縁信頼性の点で不十分であった。   Here, the heat conductive sheet is also required to have less variation in insulation performance between the sheets, that is, excellent in insulation reliability. However, the heat conductive sheet according to the said patent documents 1-3 was inadequate by the point of insulation reliability.

そこで、本発明は、絶縁信頼性の高い熱伝導シート、及びかかる熱伝導シートを良好に製造することができる熱伝導シートの製造方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the heat conductive sheet which can manufacture the heat conductive sheet with high insulation reliability, and this heat conductive sheet favorably.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者は、所定の体積基準の粒度分布曲線を有する絶縁フィラーを熱伝導シートに配合することで、熱伝導シートの絶縁信頼性を顕著に高めることができることを新たに見出し、本発明を完成させた。   The present inventors diligently studied to achieve the above object. And this inventor discovers newly that the insulation reliability of a heat conductive sheet can be notably improved by mix | blending the heat conductive sheet with the insulation filler which has a particle size distribution curve of a predetermined | prescribed volume reference | standard. Completed.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の熱伝導シートは、樹脂及び絶縁フィラーを含み、前記絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に少なくとも一つのピークを有することを特徴とする。このように、熱伝導シート中に、体積基準の粒度分布曲線をとった場合に、粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に少なくとも一つのピークを呈するような絶縁フィラーを含有させることで、熱伝導シートの絶縁信頼性を高めることができる。
ここで、絶縁フィラーの「体積基準の粒度分布」は、例えば、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製、型式「LA−960」)を用いて、レーザー回折法を用いて測定されうる。「体積基準の粒度分布曲線」は、前記に従って測定された粒子径を横軸(単位:μm)とし、体積換算した粒子の頻度を縦軸(単位:%)とした曲線をいう。また、「ピーク」とは、前記粒度分布曲線における凸型の変曲点をいい、明確な凸を示すピークだけでなく、いわゆるショルダーを示すものも含む。
That is, the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the thermally conductive sheet of the present invention contains a resin and an insulating filler, and the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler is particles. It is characterized in that it has at least one peak in the range of a diameter of 133 μm or more and 890 μm or less. As described above, when the particle size distribution curve based on volume is taken in the heat conduction sheet, the heat conduction is performed by including the insulating filler which exhibits at least one peak in the range of the particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less. The insulation reliability of the sheet can be enhanced.
Here, the “volume-based particle size distribution” of the insulating filler is measured, for example, using a laser diffraction method using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, type “LA-960”). It can be done. The “volume-based particle size distribution curve” refers to a curve in which the particle diameter measured according to the above is taken on the horizontal axis (unit: μm) and the frequency of volume-converted particles is taken on the vertical axis (unit:%). The term "peak" refers to a convex inflection point in the particle size distribution curve, and includes not only a peak exhibiting a distinct convexity, but also a peak exhibiting a so-called shoulder.

ここで、本発明の熱伝導シートは、粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に存在する絶縁フィラーの頻度が絶縁フィラー全体の1体積%以上30体積%以下であることが好ましい。熱伝導シート中に含まれる粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に存在する絶縁フィラーの頻度が絶縁フィラー全体の1体積%以上30体積%以下であれば、熱伝導シートの絶縁信頼性を一層高めることができる。   Here, in the heat conductive sheet of the present invention, the frequency of the insulating filler present in the particle diameter range of 133 μm to 890 μm is preferably 1% by volume to 30% by volume of the entire insulating filler. When the frequency of the insulating filler present in the particle diameter range of 133 μm to 890 μm contained in the heat conductive sheet is 1% by volume to 30% by volume of the entire insulating filler, the insulation reliability of the heat conductive sheet is further enhanced. be able to.

また、本発明の熱伝導シートは、前記粒度分布曲線が、粒子径0μm超133μm未満の範囲に少なくとも一つのピークを更に有することが好ましい。熱伝導シート中に含まれる絶縁フィラーの頻度分布曲線が、粒子径0μm超133μm未満の範囲に少なくとも一つのピークを更に有していれば、熱伝導シートの熱伝導性を高めることができる。   In the heat conductive sheet according to the present invention, preferably, the particle size distribution curve further has at least one peak in a range of a particle diameter of more than 0 μm and less than 133 μm. If the frequency distribution curve of the insulating filler contained in the heat conductive sheet further has at least one peak in the range of the particle diameter of more than 0 μm and less than 133 μm, the thermal conductivity of the heat conductive sheet can be enhanced.

また、本発明の熱伝導シートは、粒子径133μm未満の範囲内に存在する絶縁フィラーの頻度が絶縁フィラー全体の70体積%以上99体積%以下であることが好ましい。熱伝導シートに含まれる粒子径133μm未満の範囲内に存在する絶縁フィラーの頻度が絶縁フィラー全体の70体積%以上99体積%以下であれば、熱伝導シートの熱伝導性及び絶縁信頼性を一層バランスよく高めることができる。   Moreover, it is preferable that the frequency of the insulation filler which exists in the range whose particle diameter is less than 133 micrometers is 70 volume% or more and 99 volume% or less of the whole insulation filler. If the frequency of the insulating filler present in the range of particle diameter less than 133 μm contained in the heat conductive sheet is 70% by volume or more and 99% by volume or less of the whole insulating filler, the thermal conductivity and insulation reliability of the heat conductive sheet are further increased. It can be enhanced in a well-balanced manner.

また、本発明の熱伝導シートは、粒子径が133μm以上890μm以下である前記絶縁フィラーが、二次粒子を含むことが好ましい。熱伝導シートに含まれる粒子径が133μm以上890μm以下である絶縁フィラーが、二次粒子を含有していれば、熱伝導シートの絶縁信頼性を一層高めることができる。なお、本明細書において「二次粒子」とは、単位粒子である一次粒子の凝集体又は集合体を意味する。   Further, in the heat conductive sheet of the present invention, it is preferable that the insulating filler having a particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less contains secondary particles. If the insulating filler having a particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less contained in the heat conductive sheet contains secondary particles, the insulation reliability of the heat conductive sheet can be further enhanced. In the present specification, “secondary particles” means aggregates or aggregates of primary particles which are unit particles.

また、本発明の熱伝導シートは、粒子径が133μm未満である前記絶縁フィラーが、一次粒子を含むことが好ましい。熱伝導シートに含まれる粒子径が133μm未満である絶縁フィラーが、一次粒子を含んでいれば、熱伝導シートの熱伝導性を一層高めることができる。   Further, in the heat conductive sheet of the present invention, it is preferable that the insulating filler having a particle diameter of less than 133 μm contains primary particles. If the insulating filler having a particle diameter of less than 133 μm contained in the heat conductive sheet contains primary particles, the thermal conductivity of the heat conductive sheet can be further enhanced.

ここで、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の熱伝導シートの製造方法は、樹脂を含む組成物と体積平均粒子径が133μm以上である絶縁フィラーBとを混合してシート材料を調製するシート材料調製工程と、前記シート材料を加圧してシート状に成形してプレ熱伝導シートを得る工程と、前記プレ熱伝導シートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、前記プレ熱伝導シートを折畳または捲回して、積層体を得る工程と、前記積層体を、積層方向に対して45°以下の角度でスライスし、熱伝導シートを得る工程と、を含むことを特徴とする。粉砕組成物に対して体積平均粒子径が133μm以上である絶縁フィラーを混合することにより得られたシート材料を加圧成形して得られたプレ熱伝導シートを用いることで、絶縁信頼性に優れる熱伝導シートを良好に製造することができる。
なお、絶縁フィラーBの体積平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製、型式「LA−960」)を用いて、実施例に記載した方法に従って測定することができる。
Here, the present invention aims to solve the above-mentioned problems advantageously, and the method for producing a thermally conductive sheet of the present invention comprises a composition containing a resin and an insulation having a volume average particle diameter of 133 μm or more. A sheet material preparation step of preparing a sheet material by mixing with the filler B, a step of pressing the sheet material to form it into a sheet to obtain a pre-heat conduction sheet, and a plurality of the pre-heat conduction sheets in the thickness direction Or laminating or winding the pre-heat conductive sheet to obtain a laminated body, slicing the laminated body at an angle of 45 ° or less with respect to the laminating direction, and heat conductive sheet Obtaining the step of Excellent insulation reliability by using a pre-heat conductive sheet obtained by pressure forming a sheet material obtained by mixing an insulating filler having a volume average particle diameter of 133 μm or more with the pulverized composition. The heat conductive sheet can be manufactured well.
In addition, the volume average particle diameter of the insulating filler B can be measured according to the method described in the example using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, type "LA-960"). .

また、本発明の熱伝導シートの製造方法は、前記樹脂を含む組成物を調製するにあたり、絶縁フィラーA及び樹脂を共に粉砕して粉砕組成物を得ることを更に含むことを特徴とする。樹脂及び絶縁フィラーを共に粉砕する粉砕工程を経て熱伝導シートを製造することで、絶縁信頼性及び熱伝導性に一層優れる熱伝導シートを効率的に製造することができる。   Further, the method for producing a thermally conductive sheet of the present invention is characterized by further including pulverizing the insulating filler A and the resin together to obtain a pulverized composition in preparing the composition containing the resin. By manufacturing the heat conductive sheet through the pulverizing step of pulverizing the resin and the insulating filler together, it is possible to efficiently manufacture a heat conductive sheet which is further excellent in insulation reliability and thermal conductivity.

また、本発明の熱伝導シートの製造方法は、前記絶縁フィラーAが一次粒子であり、前記絶縁フィラーBが二次粒子であることが好ましい。かかる特定の粒子を用いた製造方法によれば、絶縁信頼性及び熱伝導性に一層優れる熱伝導シートを効率的に製造することができる。   Further, in the method of manufacturing a heat conductive sheet according to the present invention, preferably, the insulating filler A is primary particles, and the insulating filler B is secondary particles. According to the manufacturing method using such specific particles, it is possible to efficiently manufacture a heat conductive sheet which is further excellent in insulation reliability and thermal conductivity.

本発明によれば、絶縁信頼性の高い熱伝導シート、及びかかる熱伝導シートを良好に製造することができる製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat conductive sheet with high insulation reliability and the manufacturing method which can manufacture such a heat conductive sheet favorably can be provided.

本発明に従う熱伝導シートを製造する際の一工程を説明する図である。It is a figure explaining 1 process in manufacturing the heat conductive sheet according to this invention.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の熱伝導シートは、例えば、発熱体に放熱体を取り付ける際に発熱体と放熱体との間に挟み込んで使用することができる。即ち、本発明の熱伝導シートは、放熱部材として、ヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体と共に放熱装置を構成することができる。特に、本発明の熱伝導シートは、絶縁信頼性に優れるため、発熱体が電子機器である場合に、特に好適に用いることができる。
そして、本発明の熱伝導シートは、当該絶縁シートに含有される絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に少なくとも一つのピークを有する限りにおいて特に限定されることなく、あらゆる製造方法に従って製造することができるが、後述する本発明の熱伝導シートの製造方法に従って、良好に製造することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The heat conductive sheet of the present invention can be used, for example, by sandwiching it between a heat generating body and a heat radiating body when attaching the heat radiating body to the heat generating body. That is, the heat conduction sheet of the present invention can constitute a heat dissipation device as a heat dissipation member together with a heat dissipation body such as a heat sink, a heat dissipation plate, and a heat dissipation fin. In particular, since the heat conductive sheet of the present invention is excellent in insulation reliability, it can be particularly suitably used when the heat generator is an electronic device.
And the heat conductive sheet of the present invention is particularly limited as long as the volume based particle size distribution curve of the insulating filler contained in the insulating sheet has at least one peak in the range of particle diameter 133 μm or more and 890 μm or less Although it can manufacture according to any manufacturing method, it can manufacture favorably according to the manufacturing method of the heat conductive sheet of this invention mentioned later.

(熱伝導シート)
本発明の熱伝導シートは、樹脂及び絶縁フィラーを含む。さらに、本発明の熱伝導シートは、絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に少なくとも一つのピークを有することを特徴とする。ここで、本発明の熱伝導シートは、任意に、樹脂及び絶縁フィラー以外のその他の成分を含みうる。本発明の熱伝導シートは、当該熱伝導シートに含まれる絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に少なくとも一つのピークを有するため、絶縁信頼性に優れる。その理由は明らかではないが、以下の通りであると推察される。まず、熱伝導シートの絶縁信頼性が損なわれる原因の一つとして、熱伝導シートが厚み方向に押圧されることで、熱伝導シートが厚み方向につぶれて導電パスが形成されることが挙げられる。ここで、本発明の熱伝導シートは、含有される絶縁フィラーが上記したような比較的大粒子径の範囲に頻度分布のピークを有する。かかる大粒子径の絶縁フィラーは、熱伝導シートが厚み方向に押圧された場合に、いわば「柱」のような機能を奏し、熱伝導シートが厚み方向につぶれることを効果的に抑制し、導電パスの形成を阻害し得ると想定される。このようなメカニズムにより、本発明の熱伝導シートは絶縁信頼性に優れると推察される。
(Heat conduction sheet)
The heat conductive sheet of the present invention contains a resin and an insulating filler. Furthermore, the heat conductive sheet of the present invention is characterized in that the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler has at least one peak in the range of particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less. Here, the heat conductive sheet of the present invention may optionally contain other components other than the resin and the insulating filler. The heat conductive sheet of the present invention is excellent in insulation reliability because the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler contained in the heat conductive sheet has at least one peak in the range of particle diameters of 133 μm to 890 μm. The reason is not clear, but is presumed to be as follows. First, one of the causes of loss of insulation reliability of the heat conductive sheet is that the heat conductive sheet is pressed in the thickness direction, whereby the heat conductive sheet is crushed in the thickness direction to form a conductive path. . Here, the heat conductive sheet of the present invention has a peak of frequency distribution in the range of the relatively large particle diameter as described above for the contained insulating filler. Such a large particle size insulating filler exhibits a function like a "pillar" when the heat conductive sheet is pressed in the thickness direction, effectively suppressing the heat conductive sheet from collapsing in the thickness direction, and conducting It is assumed that it can inhibit the formation of paths. It is inferred that the heat conductive sheet of the present invention is excellent in insulation reliability by such a mechanism.

<樹脂>
本発明の熱伝導シートに含まれる樹脂としては、シートの用途に応じた任意の樹脂を用いることができる。具体的には、樹脂としては、常温常圧下で液体の樹脂と、常温常圧下で固体の樹脂との少なくとも一方を用いることができる。なお、本明細書において、「常温」とは23℃を指し、「常圧」とは、1atm(絶対圧)を指す。
<Resin>
As resin contained in the heat conductive sheet of this invention, arbitrary resin according to the use of a sheet can be used. Specifically, as the resin, at least one of a resin that is liquid at normal temperature and normal pressure and a resin that is solid at normal temperature and normal pressure can be used. In the present specification, “normal temperature” refers to 23 ° C., and “normal pressure” refers to 1 atm (absolute pressure).

常温常圧下で液体の樹脂としては、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂および常温常圧下で液体の熱硬化性樹脂が挙げられる。
そして、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。
また、常温常圧下で液体の熱硬化性樹脂としては、例えば、天然ゴム;ブタジエンゴム;イソプレンゴム;ニトリルゴム;水素化ニトリルゴム;クロロプレンゴム;エチレンプロピレンゴム;塩素化ポリエチレン;クロロスルホン化ポリエチレン;ブチルゴム;ハロゲン化ブチルゴム;ポリイソブチレンゴム;エポキシ樹脂;ポリイミド樹脂;ビスマレイミド樹脂;ベンゾシクロブテン樹脂;フェノール樹脂;不飽和ポリエステル;ジアリルフタレート樹脂;ポリイミドシリコーン樹脂;ポリウレタン;熱硬化型ポリフェニレンエーテル;熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル;などが挙げられる。
The resin which is liquid at normal temperature and normal pressure includes a thermoplastic resin which is liquid at normal temperature and normal pressure and a thermosetting resin which is liquid at normal temperature and normal pressure.
And as a thermoplastic resin of a liquid under normal temperature normal pressure, an acrylic resin, an epoxy resin, a silicone resin, a fluorine resin etc. are mentioned, for example.
Moreover, as a thermosetting resin which is liquid at normal temperature and normal pressure, for example, natural rubber; butadiene rubber; isoprene rubber; nitrile rubber; hydrogenated nitrile rubber; chloroprene rubber; ethylene propylene rubber; chlorinated polyethylene; Butyl rubber; Halogenated butyl rubber; Polyisobutylene rubber; Epoxy resin; Polyimide resin; Bismaleimide resin; Benzocyclobutene resin; Phenolic resin; Unsaturated polyester; Diallyl phthalate resin; Polyimide silicone resin; Polyurethane; Thermosetting polyphenylene ether; Type modified polyphenylene ether; and the like.

また、常温常圧下で固体の樹脂としては、常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂および常温常圧下で固体の熱硬化性樹脂が挙げられる。
そして、常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ(アクリル酸2−エチルヘキシル)、アクリル酸とアクリル酸2−エチルヘキシルとの共重合体、ポリメタクリル酸またはそのエステル、ポリアクリル酸またはそのエステルなどのアクリル樹脂;シリコン樹脂;フッ素樹脂;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;ポリメチルペンテン;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリ酢酸ビニル;エチレン−酢酸ビニル共重合体;ポリビニルアルコール;ポリアセタール;ポリエチレンテレフタレート;ポリブチレンテレフタレート;ポリエチレンナフタレート;ポリスチレン;ポリアクリロニトリル;スチレン−アクリロニトリル共重合体;アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂);スチレン−ブタジエンブロック共重合体またはその水素添加物;スチレン−イソプレンブロック共重合体またはその水素添加物;ポリフェニレンエーテル;変性ポリフェニレンエーテル;脂肪族ポリアミド類;芳香族ポリアミド類;ポリアミドイミド;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリエーテルニトリル;ポリエーテルケトン;ポリケトン;ポリウレタン;液晶ポリマー;アイオノマー;などが挙げられる。
また、常温常圧下で固体の熱硬化性樹脂としては、例えば、天然ゴム;ブタジエンゴム;イソプレンゴム;ニトリルゴム;水素化ニトリルゴム;クロロプレンゴム;エチレンプロピレンゴム;塩素化ポリエチレン;クロロスルホン化ポリエチレン;ブチルゴム;ハロゲン化ブチルゴム;ポリイソブチレンゴム;エポキシ樹脂;ポリイミド樹脂;ビスマレイミド樹脂;ベンゾシクロブテン樹脂;フェノール樹脂;不飽和ポリエステル;ジアリルフタレート樹脂;ポリイミドシリコーン樹脂;ポリウレタン;熱硬化型ポリフェニレンエーテル;熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル;などが挙げられる。
Moreover, as a resin solid at normal temperature normal pressure, a thermoplastic resin solid at normal temperature normal pressure and a thermosetting resin solid at normal temperature normal pressure can be mentioned.
And as a thermoplastic resin solid at normal temperature and normal pressure, for example, poly (2-ethylhexyl acrylate), a copolymer of acrylic acid and 2-ethylhexyl acrylate, polymethacrylic acid or ester thereof, polyacrylic acid or Acrylic resin such as ester; silicone resin; fluoro resin; polyethylene; polypropylene; ethylene-propylene copolymer; polymethylpentene; polyvinyl chloride; polyvinylidene chloride; polyvinyl acetate; ethylene-vinyl acetate copolymer; polyvinyl alcohol Polyacetal; polyethylene terephthalate; polybutylene terephthalate; polyethylene naphthalate; polystyrene; polyacrylonitrile; styrene-acrylonitrile copolymer; acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (A S resin); styrene-butadiene block copolymer or its hydrogenated product; styrene-isoprene block copolymer or its hydrogenated product; polyphenylene ether; modified polyphenylene ether; aliphatic polyamides; aromatic polyamides; Polycarbonate, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, polyether nitrile, polyether ketone, poly ketone, polyurethane, liquid crystal polymer, ionomer, and the like.
Moreover, as a thermosetting resin which is solid at normal temperature and pressure, for example, natural rubber; butadiene rubber; isoprene rubber; nitrile rubber; hydrogenated nitrile rubber; chloroprene rubber; ethylene propylene rubber; chlorinated polyethylene; Butyl rubber; Halogenated butyl rubber; Polyisobutylene rubber; Epoxy resin; Polyimide resin; Bismaleimide resin; Benzocyclobutene resin; Phenolic resin; Unsaturated polyester; Diallyl phthalate resin; Polyimide silicone resin; Polyurethane; Thermosetting polyphenylene ether; Type modified polyphenylene ether; and the like.

なお、上述した樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   In addition, the resin mentioned above may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<絶縁フィラー>
絶縁フィラーは、熱伝導シートの絶縁信頼性を向上させることに寄与し得る成分である。そして、本発明の熱伝導シートは、当該熱伝導シートに含まれる絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径133μm以上890μm以下の範囲(以下、「粒子径範囲β」とも称する)に少なくとも一つのピークを有することを必要とする。さらに、熱伝導シートの熱伝導性を高める観点から、本発明の熱伝導シートは、当該熱伝導シートに含まれる絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径0μm超133μm未満の範囲(以下、「粒子径範囲α」とも称する)に少なくとも一つのピークを更に有することが好ましい。なお、絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径範囲β内に少なくとも一つのピークを有していればよく、複数のピークを有していても良い。また、絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径範囲α内にも、複数のピークを有していても良い。さらにまた、絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径範囲βより大粒子径側に、ピークを有さない。換言すれば、熱伝導シートに含まれる絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線においては、粒子径範囲β内に存在するピークが、粒子径が最大であるピークである。
<Insulation filler>
The insulating filler is a component that can contribute to improving the insulation reliability of the heat conductive sheet. And in the thermally conductive sheet of the present invention, the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler contained in the thermally conductive sheet has a particle diameter of at least 133 μm to 890 μm (hereinafter also referred to as “particle diameter range β”) It is necessary to have one peak. Furthermore, from the viewpoint of enhancing the thermal conductivity of the thermally conductive sheet, in the thermally conductive sheet of the present invention, the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler contained in the thermally conductive sheet is in the range of , And “particle size range α”) preferably further have at least one peak. The volume-based particle size distribution curve of the insulating filler may have at least one peak within the particle diameter range β, and may have a plurality of peaks. In addition, the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler may have a plurality of peaks within the particle diameter range α. Furthermore, the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler does not have a peak on the larger particle diameter side than the particle diameter range β. In other words, in the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler contained in the heat conductive sheet, the peak present in the particle size range β is the peak with the largest particle size.

[粒子径範囲β側のピークの位置]
粒子径範囲β内に存在する少なくとも一つのピークは、粒子径が150μm以上450μm以下の範囲に存在することが好ましく、150μm以上350μm以下の範囲に存在することがより好ましく、150μm以上250μm以下の範囲に存在することが更に好ましい。粒子径範囲β内に存在する少なくとも一つのピークの位置が上記粒子径の範囲内であれば、熱伝導シートの絶縁信頼性及び熱伝導性をバランスよく高めることができる。なお、粒子径範囲β内に複数のピークが存在する場合には、少なくとも頻度の値が最大であるピークが、上記好適な粒子径の範囲内に入ることが好ましく、複数のピークの全てが上記好適な粒子径の範囲内に入ることがより好ましい。
[Position of peak on particle size range β side]
At least one peak present in the particle size range β preferably has a particle size in the range of 150 μm to 450 μm, more preferably in the range of 150 μm to 350 μm, and in the range of 150 μm to 250 μm. It is further preferred that If the position of at least one peak present in the particle diameter range β is within the above particle diameter range, the insulation reliability and the thermal conductivity of the heat conductive sheet can be enhanced in a well-balanced manner. In the case where there are a plurality of peaks in the particle size range β, it is preferable that at least the peak with the largest frequency value falls within the above-mentioned preferable particle size range, and all the plurality of peaks are It is more preferred to fall within the preferred particle size range.

[粒子径範囲α]
粒子径範囲αは、粒子径0μm超133μm未満の範囲でありうる。絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径範囲α内に少なくとも一つのピークを更に有していれば、熱伝導シートの熱伝導性が高い。
[Particle size range α]
The particle size range α may be in the range of more than 0 μm and less than 133 μm. If the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler further has at least one peak in the particle size range α, the thermal conductivity of the thermally conductive sheet is high.

[体積基準の粒度分布]
体積基準の粒度分布は、上述した粒子径範囲βに少なくとも一つのピークを有する限りにおいて特に限定されることは無く、あらゆる態様でありうる。ここで、粒子径範囲β内に存在する絶縁フィラーの頻度が絶縁フィラー全体の1体積%以上であることが好ましく、30体積%以下であることが好ましく、10体積%以下であることがより好ましく、5体積%以下であることが更に好ましい。粒子径範囲β内に含まれる絶縁フィラーの頻度が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの絶縁信頼性を一層向上させることができ、上記上限値以下であれば、熱伝導シートの熱抵抗が過度に高まることを抑制して、熱伝導シートの熱伝導性を高めることができる。
[Volume-based particle size distribution]
The volume-based particle size distribution is not particularly limited as long as it has at least one peak in the above-described particle size range β, and may be any aspect. Here, the frequency of the insulating filler present in the particle diameter range β is preferably 1% by volume or more of the whole insulating filler, preferably 30% by volume or less, and more preferably 10% by volume or less More preferably, it is 5% by volume or less. If the frequency of the insulating filler contained in the particle diameter range β is equal to or more than the above lower limit, the insulation reliability of the heat conductive sheet can be further improved, and if it is equal to or less than the above upper limit, the heat resistance of the heat conductive sheet Can be suppressed from being excessively increased to enhance the thermal conductivity of the thermally conductive sheet.

なお、粒子径範囲α内に存在する絶縁フィラーの頻度が絶縁フィラー全体の70体積%以上であることが好ましく、90体積%以上であることがより好ましく、95体積%以上であることが更に好ましく、99体積%以下であることが好ましい。粒子径範囲α内に存在する絶縁フィラーの頻度が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの熱伝導性を高めることができ、上記上限値以下であれば、熱伝導シートの熱伝導性を一層向上させることができる。   The frequency of the insulating filler present in the particle diameter range α is preferably 70% by volume or more of the whole insulating filler, more preferably 90% by volume or more, and still more preferably 95% by volume or more And 99% by volume or less. If the frequency of the insulating filler present in the particle diameter range α is the above lower limit or more, the thermal conductivity of the thermal conductive sheet can be enhanced, and if it is the above upper limit or less, the thermal conductivity of the thermal conductive sheet It can be further improved.

ここで、熱伝導シートに含まれる絶縁フィラーの体積基準の粒度分布の態様は、例えば、熱伝導シートを形成する際に用いる絶縁フィラーの体積平均粒子径を適切に選択すること、及び、絶縁フィラーを添加するタイミングを適切に選択すること等に基づいて、制御することができる。より具体的には、後述する本発明の熱伝導シートの製造方法にて詳述するように、所定の体積平均粒子径を満たす絶縁フィラーを、樹脂を含む組成物と混合することによりシート材料を調製した後に、かかるシート材料を加圧成形してシートを得ることで、得られる熱伝導シートに含まれる絶縁フィラーの体積基準の粒度分布が、上述したような各種条件を満たすようにすることができる。   Here, the volume-based particle size distribution of the insulating filler contained in the heat conductive sheet may be, for example, appropriately selecting the volume average particle diameter of the insulating filler used when forming the heat conductive sheet, and the insulating filler It is possible to control based on appropriate selection of the timing of adding. More specifically, as described in detail in the method for producing a heat conductive sheet of the present invention described later, the sheet material is mixed with a composition containing a resin and an insulating filler satisfying a predetermined volume average particle diameter. After preparation, the sheet material is pressure-formed to obtain a sheet, so that the volume-based particle size distribution of the insulating filler contained in the obtained heat conductive sheet satisfies various conditions as described above. it can.

絶縁フィラーとしては、単位粒子である一次粒子、及びかかる一次粒子の集合体又は凝集体である二次粒子が挙げられる。なお、「単位粒子」とは、一次粒子の集合体又は凝集体である二次粒子をSEM(Scanning Electron Microscope)等を用いて拡大観察して、幾何学的形態等に基づいて判断することができる、集合体又は凝集体の構成単位となる粒子である。なお、「集合体」及び「凝集体」は、共に、複数の一次粒子により形成される点で共通するが、概して、凝集体の方が集合体よりも耐圧性(圧力がかかった場合に形状を保持する性質)が高い。従って、熱伝導シートの絶縁信頼性を高める観点から、粒子径範囲β内に存在する二次粒子が凝集体であることが好ましい。   The insulating filler includes primary particles which are unit particles and secondary particles which are aggregates or aggregates of such primary particles. In addition, "unit particles" may be determined based on a geometrical form etc. by enlarging observation of secondary particles which are aggregates or aggregates of primary particles using SEM (Scanning Electron Microscope) or the like. It is a particle that can be a constituent unit of an aggregate or aggregate. Although “aggregate” and “aggregate” are both common in that they are formed by a plurality of primary particles, in general, the aggregate is more pressure resistant than the aggregate (the shape when pressure is applied) High in nature). Therefore, from the viewpoint of enhancing the insulation reliability of the heat conductive sheet, it is preferable that the secondary particles present in the particle diameter range β be aggregates.

例えば、絶縁フィラーが窒化ホウ素粒子である場合には、板状を形成する一つの粒子(板状粒子)が、単位粒子(即ち、一次粒子)に相当する。また、かかる板状粒子が集合してより大径のフレーク状となった粒子が二次粒子である集合体に相当する。さらにまた、かかる板状粒子が化学的な力により凝集してなる、フレーク状よりも球に近い形状の粒子が二次粒子である凝集体に相当する。
また、例えば、絶縁フィラーが窒化アルミニウムである場合には、球状の一つの粒子(球状粒子)が単位粒子(即ち、一次粒子)に相当する。そして、かかる球状粒子が集合又は凝集することで形成された球状又は塊状の粒子が二次粒子である集合体又は凝集体に相当する。
For example, when the insulating filler is a boron nitride particle, one particle (plate-like particle) forming a plate shape corresponds to a unit particle (that is, primary particle). In addition, the plate-like particles are aggregated to form flakes having a larger diameter, which corresponds to an aggregate which is a secondary particle. Furthermore, such plate-like particles are aggregated by chemical force, and particles having a shape closer to a sphere than flakes correspond to aggregates that are secondary particles.
Also, for example, when the insulating filler is aluminum nitride, one spherical particle (spherical particle) corresponds to a unit particle (that is, primary particle). The spherical or massive particles formed by the aggregation or agglomeration of such spherical particles correspond to aggregates or agglomerates which are secondary particles.

具体的には、絶縁フィラーとしては、窒化ホウ素粒子、炭化ケイ素粒子、アルミナ粒子、酸化亜鉛粒子、窒化アルミニウム粒子、窒化ケイ素粒子、及び酸化マグネシウム粒子が挙げられる。これらは一種を単独で、又は複数種を混合して用いることができる。中でも、絶縁フィラーとしては、窒化アルミニウム粒子、窒化ホウ素粒子及び炭化ケイ素粒子が好ましく、窒化ホウ素粒子がより好ましい。   Specifically, examples of the insulating filler include boron nitride particles, silicon carbide particles, alumina particles, zinc oxide particles, aluminum nitride particles, silicon nitride particles, and magnesium oxide particles. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, as the insulating filler, aluminum nitride particles, boron nitride particles and silicon carbide particles are preferable, and boron nitride particles are more preferable.

ここで、窒化ホウ素粒子は、その結晶構造により、例えば、六方晶窒化ホウ素粒子(h−BN)、立方晶窒化ホウ素粒子(c−BN)、ウルツ鉱窒化ホウ素粒子(w−BN)、菱面体晶窒化ホウ素粒子(r−BN)、乱層構造窒化ホウ素粒子(t−BN)に分類することができる。これらの中でも、熱伝導シートの熱伝導性を高める観点からは、六方晶窒化ホウ素粒子(h−BN)が好ましい。
なお、窒化ホウ素粒子としては、単一の結晶構造のみからなる窒化ホウ素粒子を単独で使用してもよいし、互いに異なる結晶構造を有する2種以上の窒化ホウ素粒子を併用してもよい。
Here, the boron nitride particles have, for example, hexagonal boron nitride particles (h-BN), cubic boron nitride particles (c-BN), wurtzite boron nitride particles (w-BN), and a rhombohedron depending on their crystal structure. It can be classified into crystallized boron nitride particles (r-BN) and turbulent structured boron nitride particles (t-BN). Among these, hexagonal boron nitride particles (h-BN) are preferable from the viewpoint of enhancing the thermal conductivity of the thermal conductive sheet.
As the boron nitride particles, boron nitride particles having only a single crystal structure may be used alone, or two or more types of boron nitride particles having crystal structures different from each other may be used in combination.

熱伝導シート中に含有される粒子径が133μm以上890μm以下である絶縁フィラーは、二次粒子を含むことが好ましい。より具体的には、熱伝導シート中に含有される粒子径が133μm以上890μm以下である絶縁フィラーが板状の窒化ホウ素粒子の凝集体である二次粒子であることが好ましい。さらに、熱伝導シート中に含有される粒子径が133μm未満である絶縁フィラーが、一次粒子を含むことが好ましい。より具体的には、熱伝導シート中に含有される粒子径が133μm未満である絶縁フィラーが、板状の窒化ホウ素の一次粒子を含むことが好ましい。ここで、本明細書において「二次粒子を含む」とは、粒子径が133μm以上890μm以下である絶縁フィラー全体の80%以上が二次粒子であることを意味する。同様に、「一次粒子を含む」とは、粒子径が133μm未満である絶縁フィラー全体の80%以上が一次粒子であることを意味する。   The insulating filler having a particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less contained in the heat conductive sheet preferably contains secondary particles. More specifically, it is preferable that the insulating filler having a particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less contained in the heat conductive sheet is a secondary particle which is an aggregate of plate-like boron nitride particles. Furthermore, it is preferable that the insulation filler whose particle diameter contained in a heat conductive sheet is less than 133 micrometers contains primary particles. More specifically, it is preferable that the insulating filler having a particle diameter of less than 133 μm contained in the heat conductive sheet contains plate-like primary particles of boron nitride. Here, in the present specification, "containing secondary particles" means that 80% or more of the whole insulating filler having a particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less is a secondary particle. Similarly, “containing primary particles” means that 80% or more of the whole insulation filler having a particle diameter of less than 133 μm is primary particles.

[含有割合]
そして、熱伝導シート中の絶縁フィラーの含有割合は、30体積%以上75体積%以下であることが好ましい。絶縁フィラーの含有割合が上記範囲内であれば、熱伝導シートの熱伝導性及び絶縁信頼性を一層高めることができる。
[Content ratio]
And it is preferable that the content rate of the insulation filler in a heat conductive sheet is 30 volume% or more and 75 volume% or less. If the content ratio of the insulating filler is within the above range, the thermal conductivity and the insulation reliability of the thermally conductive sheet can be further enhanced.

<その他の成分>
本発明の熱伝導シートは、上述した樹脂および絶縁フィラーに加え、任意に、添加剤などを含んでいてもよい。
<Other ingredients>
The heat conductive sheet of the present invention may optionally contain additives and the like in addition to the above-described resin and insulating filler.

添加剤としては、特に限定されることなく、例えば、難燃剤、吸湿剤、界面活性剤等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   The additive is not particularly limited, and examples thereof include flame retardants, hygroscopic agents, surfactants and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

なお、一般的な熱伝導シートには、熱伝導性のフィラーとして、粒子状炭素材料および繊維状炭素材料などの炭素材料が含有されることがある。しかしながら、本発明の熱伝導シートにおいては、絶縁信頼性を高める観点から、熱伝導シート中の炭素材料等の熱伝導性のフィラーの含有割合が、5体積%以下であることが好ましく、1体積%以下であることがより好ましく、0.1体積%以下であることがさらに好ましく、0体積%、即ち、熱伝導性のフィラーを含まないことが特に好ましい。   In addition, carbon materials, such as a particulate-like carbon material and fibrous-like carbon material, may be contained in a general heat conductive sheet as a heat conductive filler. However, in the heat conductive sheet of the present invention, the content ratio of the thermally conductive filler such as carbon material in the heat conductive sheet is preferably 5 volume% or less, from the viewpoint of enhancing the insulation reliability, 1 volume %, More preferably 0.1% by volume, and particularly preferably 0% by volume, that is, it does not contain a thermally conductive filler.

<熱伝導シートの性状>
[熱抵抗値]
本発明の熱伝導シートは、0.05MPa加圧下での熱抵抗値が1.20℃/W以下であることが好ましく、0.90℃/W以下であることがより好ましい。また、また、本発明の熱伝導シートの0.50MPa加圧下での熱抵抗値が0.50℃/W以下であることが好ましく、0.35℃/W以下であることがより好ましい。所定加圧条件下における熱抵抗値が上記上限以下である熱伝導シートは、熱伝導性に優れる。
なお、熱伝導シートの熱抵抗値は、例えば、樹脂組成、及び、絶縁フィラーの含有割合等を適宜調節することにより制御することができる。
<Properties of heat conductive sheet>
[Thermal resistance value]
The heat conductive sheet of the present invention preferably has a thermal resistance value of 1.20 ° C./W or less under a pressure of 0.05 MPa, and more preferably 0.90 ° C./W or less. Moreover, it is preferable that the heat resistance value under 0.50 MPa pressurization of the heat conductive sheet of this invention is 0.50 degrees C / W or less, and it is more preferable that it is 0.35 degrees C / W or less. The heat conductive sheet which has the heat resistance value under a predetermined pressurization condition is below the above-mentioned maximum is excellent in heat conductivity.
In addition, the heat resistance value of a heat conductive sheet can be controlled by adjusting the resin composition, the content rate of an insulation filler, etc. suitably, for example.

[厚み及び構造]
また、本発明の熱伝導シートの厚みは、例えば、0.05mm以上0.50mm以下でありうる。さらにまた、熱伝導シートは、熱伝導性を高める観点から、樹脂及び絶縁フィラーを含む条片が並列接合されてなる構造を有することが好ましい。特に、絶縁フィラーとして、例えば、上述した板状粒子又はその集合体又は凝集体である窒化ホウ素粒子を含有する場合には、窒化ホウ素粒子が熱伝導シートの厚み方向に対してその長軸方向で配向していることが好ましい。熱伝導性を良好に高めることができるからである。
[Thickness and structure]
Moreover, the thickness of the heat conductive sheet of this invention may be 0.05 mm or more and 0.50 mm or less, for example. Furthermore, the heat conductive sheet preferably has a structure in which strips including a resin and an insulating filler are joined in parallel from the viewpoint of enhancing the thermal conductivity. In particular, in the case where the insulating filler, for example, boron nitride particles which are the plate-like particles or their aggregates or aggregates described above is contained, the boron nitride particles are in the long axis direction with respect to the thickness direction of the heat conduction sheet. It is preferable to be oriented. It is because thermal conductivity can be improved favorably.

[絶縁信頼性]
熱伝導シートの絶縁信頼性は、実施例に記載した方法にて評価することができる。より具体的には、実施例に記載した方法に従って、n個の試料を用いて熱伝導シートの耐電圧試験値を測定して、n個の試料について得られた各耐電圧試験値のうちで、最も低い値(以下、「耐電圧試験下限値」とも称する)が高いことが好ましい。例えば、ある2種類の熱伝導シートについて、それぞれn個の試料を準備して測定を行って得た、耐電圧試験値の平均値が同じ場合であっても、「耐電圧試験下限値」が高い熱伝導シートの方が、熱伝導シートとしての絶縁信頼性が高いといえる。本発明の熱伝導シートは、上述したように、大粒子径の絶縁フィラーが、熱伝導シートが厚み方向に押圧された場合に、いわば「柱」のような機能を奏するため、絶縁性能を安定的に発揮することができるため、絶縁信頼性が高い。
[Insulation reliability]
The insulation reliability of the heat conductive sheet can be evaluated by the method described in the examples. More specifically, according to the method described in the examples, the withstand voltage test value of the heat conductive sheet is measured using n samples, and among the respective withstand voltage test values obtained for n samples, It is preferable that the lowest value (hereinafter, also referred to as "the lower limit value of the withstand voltage test") is high. For example, the lower limit value of the withstand voltage test is obtained even if the average value of the withstand voltage test values obtained by preparing and measuring n samples for each of two types of heat conductive sheets is the same. It can be said that the higher the heat conductive sheet, the higher the insulation reliability as the heat conductive sheet. In the heat conductive sheet of the present invention, as described above, the insulating filler having a large particle diameter exhibits a function like a "pillar" when the heat conductive sheet is pressed in the thickness direction, so the insulation performance is stabilized. Insulation reliability is high because it can be

具体的には、熱伝導シートは、n個(例えば、n=5)の試料について測定した耐電圧試験下限値が1.00kV/mm以上であることが好ましく、1.30kV/mm以上であることがより好ましい。耐電圧試験下限値が上記下限値以上である熱伝導シートは、絶縁信頼性に優れる。   Specifically, the lower limit of the withstand voltage test measured on n (for example, n = 5) samples of the heat conductive sheet is preferably 1.00 kV / mm or more, and 1.30 kV / mm or more Is more preferred. The heat conductive sheet which has a withstand voltage test lower limit is more than the said lower limit is excellent in insulation reliability.

(熱伝導シートの製造方法)
本発明の熱伝導シートの製造方法は、樹脂を含む組成物と体積平均粒子径が133μm以上である絶縁フィラーBとを混合してシート材料を調製するシート材料調製工程(以下、「シート材料調製工程」とも称する)と、シート材料を加圧してシート状に成形してプレ熱伝導シートを得る工程(以下、「プレ熱伝導シート成形工程」とも称する)と、プレ熱伝導シートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、プレ熱伝導シートを折畳または捲回して、積層体を得る工程(以下、「積層体形成工程」とも称する)と、積層体を、積層方向に対して45°以下の角度でスライスし、熱伝導シートを得る工程(以下、「スライス工程」とも称する)と、を含む。かかる工程を含む本発明の熱伝導シートの製造方法(以下、「本発明の製造方法」とも称する)によれば、上述した本発明の熱伝導シートを良好に形成することができる。さらに、本発明の製造方法は、シート材料調製工程の前段に、絶縁フィラーA及び樹脂を共に粉砕することにより、上記にかかる「樹脂を含む組成物」を得る工程(以下、「準備工程」とも称する)を含むことが好ましい。
(Method of manufacturing heat conductive sheet)
The method for producing a thermally conductive sheet of the present invention comprises preparing a sheet material by mixing a composition containing a resin and an insulating filler B having a volume average particle diameter of 133 μm or more to prepare a sheet material (hereinafter referred to as “sheet material preparation Step) and pressing the sheet material to form it into a sheet to obtain a pre-heat conductive sheet (hereinafter also referred to as "pre-heat conductive sheet forming step"), and the pre-heat conductive sheet in the thickness direction Step of laminating a plurality of sheets, or folding or winding a pre-heat conductive sheet to obtain a laminate (hereinafter also referred to as “laminate forming step”), and 45 ° of the laminate to the laminating direction Slicing at the following angle to obtain a heat conductive sheet (hereinafter also referred to as "slicing step"). According to the method for producing a heat conductive sheet of the present invention including the above steps (hereinafter, also referred to as “the method for producing the present invention”), the above-described heat conductive sheet of the present invention can be favorably formed. Furthermore, in the production method of the present invention, the step of obtaining the “composition containing a resin” according to the above by pulverizing the insulating filler A and the resin together in the former stage of the sheet material preparation step (hereinafter referred to as “preparation step”) Is preferred to include.

[準備工程]
準備工程では、準備工程では、絶縁フィラーA及び樹脂を共に粉砕することで、「樹脂を含む組成物」を得る。ここで、「樹脂を含む組成物」は絶縁フィラーAと樹脂の粉砕物とが複合化されてなる「複合粒子」でありうる。より詳細には、準備工程では、樹脂と、絶縁フィラーAとを混練した後、得られた混練物を粉砕し、任意に分級して複合粒子を得る。混練方法は、特に限定されることなく、ニーダー、ローラー、バンバリーミキサーなどの任意の混練機を用いて行うことができる。なお、混練は、例えばホバートミキサーやハイスピードミキサーなどの混練機を使用し、溶媒の存在下で行ってもよい。そして、混練時に溶媒を用いる場合には、溶媒を除去してから粉砕を行うことが好ましい。また、混練物の粉砕は、カッターミル、ハンマーミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミルなどの既知の粉砕機を用いて行うことができる。そして、混練物を粉砕して得られた粒子の分級は、篩、遠心分級機などの既知の分級装置を用いて行うことができる。
[Preparation process]
In the preparation step, in the preparation step, the insulating filler A and the resin are pulverized together to obtain a “composition containing a resin”. Here, the “composition containing resin” may be “composite particles” in which the insulating filler A and the pulverized product of the resin are complexed. More specifically, in the preparation step, after kneading the resin and the insulating filler A, the resulting kneaded product is pulverized and optionally classified to obtain composite particles. The kneading method is not particularly limited, and any kneader such as a kneader, a roller, or a Banbury mixer can be used. Kneading may be performed in the presence of a solvent using a kneader such as a Hobart mixer or a high speed mixer, for example. And when using a solvent at the time of kneading | mixing, it is preferable to grind | pulverize, after removing a solvent. The kneaded material can be ground using a known grinder such as a cutter mill, a hammer mill, a roll mill, a ball mill, a jet mill and the like. And classification of particles obtained by grinding a kneaded material can be performed using a known classifier such as a sieve, a centrifugal classifier or the like.

なお、樹脂としては、<樹脂>の項目にて列挙した各種樹脂を用いることができる。
また、絶縁フィラーAとしては、<絶縁フィラー>の項目にて列挙した各種絶縁フィラーを用いることができる。ここで、絶縁フィラーAの体積平均粒子径は特に限定されることなく、例えば、0.1μm以上1000μm以下でありうる。なお、熱伝導シートの熱伝導性を高める観点から、絶縁フィラーAの体積平均粒子径は、10μm以上500μm以下であることが好ましい。絶縁フィラーAは、樹脂と共に粉砕されて、小径化された状態で熱伝導シート中に含有されうる。もちろん、絶縁フィラーAとして採用した材料の耐圧性及び耐せん断性等によっては、小径化することなく、材料段階と略同じサイズ及び形状のまま、熱伝導シートに含有されうる。
なお、絶縁フィラーAの体積平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製、型式「LA−960」)を用いて、実施例に記載した方法に従って測定することができる。
In addition, various resin listed by the item of <resin> can be used as resin.
Moreover, as the insulation filler A, various insulation fillers listed in the item of <insulation filler> can be used. Here, the volume average particle diameter of the insulating filler A is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less. In addition, it is preferable that the volume average particle diameter of the insulation filler A is 10 micrometers or more and 500 micrometers or less from a viewpoint of improving the heat conductivity of a heat conductive sheet. The insulating filler A may be crushed together with the resin and contained in the heat conductive sheet in a reduced diameter state. Of course, depending on the pressure resistance and shear resistance of the material employed as the insulating filler A, it may be contained in the heat conductive sheet in the same size and shape as the material stage without reducing the diameter.
In addition, the volume average particle diameter of the insulating filler A can be measured according to the method described in the example using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, type "LA-960"). .

[シート材料調製工程]
シート材料調製工程では、樹脂を含む組成物(以下、「組成物(I)」とも称する)と体積平均粒子径が133μm以上である絶縁フィラーBとを混合してシート材料を調製する。ここで、「混合」とは、非せん断条件下で、所定の絶縁フィラーBと組成物(I)とを混ぜ合わせることを意味する。本工程での「混合」は、上記準備工程における「粉砕」及び「混練」等とは異なる操作を意味し、例えば、「振とう」等の非せん断性の様式により、絶縁フィラーBと組成物(I)とを混ぜ合わせることを指す。かかる「混合」においては、上記準備工程における「粉砕」及び「混練」等とは異なり、強いせん断力が発生しないため、「混合」前後を通じて、絶縁フィラーBの体積平均粒子径が大きく変化することが無い。なお、「絶縁フィラーBの体積平均粒子径が大きく変化する」とは、例えば、混合前の絶縁フィラーBの体積平均粒子径を100%として、混合後の体積平均粒子径が30%未満となることを意味する。
[Sheet material preparation process]
In the sheet material preparation step, a sheet material is prepared by mixing a composition containing a resin (hereinafter also referred to as "composition (I)") and an insulating filler B having a volume average particle diameter of 133 μm or more. Here, “mixing” means mixing predetermined insulating filler B and composition (I) under non-shearing conditions. "Mixing" in this step means an operation different from "grinding", "kneading", etc. in the above preparation step, for example, insulation filler B and the composition in a non-shearing manner such as "shake" It refers to mixing with (I). In this "mixing", unlike "crushing" and "kneading" in the above preparation step, a strong shear force is not generated, so that the volume average particle size of the insulating filler B largely changes through before and after "mixing". There is no In addition, "the volume average particle diameter of the insulation filler B changes a lot" means that the volume average particle diameter after mixing is less than 30%, for example, assuming that the volume average particle diameter of the insulation filler B before mixing is 100%. It means that.

絶縁フィラーBとしては、体積平均粒子径が133μm以上である限りにおいて特に限定されることなく、<絶縁フィラー>の項目にて列挙した各種絶縁フィラーを用いることができる。ここで、絶縁フィラーBの体積平均粒子径が、150μm以上であることが好ましく、300μm以上であることがより好ましく、1000μm以下であることが好ましく、900μm以下であることがより好ましい。絶縁フィラーBの体積平均粒子径が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの絶縁信頼性を高めることができる。また、絶縁フィラーBの体積平均粒子径が上記上限値以下であれば、熱伝導シートの熱伝導性を高めることができる。なお、絶縁フィラーBは、後続の工程において加圧等の影響を受けることで、若干小径化した状態で熱伝導シートに含有されうる。もちろん、絶縁フィラーBとして採用した材料の耐圧性及び耐せん断性等によっては、小径化等することなく、材料段階と略同じサイズ及び形状のまま、熱伝導シートに含有されうる。   The insulating filler B is not particularly limited as long as the volume average particle diameter is 133 μm or more, and various insulating fillers listed in the item of <insulating filler> can be used. Here, the volume average particle diameter of the insulating filler B is preferably 150 μm or more, more preferably 300 μm or more, preferably 1000 μm or less, and more preferably 900 μm or less. If the volume average particle diameter of the insulating filler B is equal to or more than the above lower limit value, the insulation reliability of the heat conductive sheet can be enhanced. Moreover, if the volume average particle diameter of the insulation filler B is below the said upper limit, the heat conductivity of a heat conductive sheet can be improved. In addition, the insulation filler B may be contained in a heat conductive sheet in the state which diameter-reduced slightly by receiving to the influence of pressurization etc. in a subsequent process. Of course, depending on the pressure resistance and shear resistance of the material employed as the insulating filler B, it may be contained in the heat conductive sheet in the same size and shape as the material stage without reducing the diameter or the like.

[プレ熱伝導シート成形工程]
プレ熱伝導シート成形工程では、上記工程で得られたシート材料を加圧してシート状に成形してプレ熱伝導シートを得る。シート状に成形するための方法としては、特に限定されることなく、プレス成形、圧延成形または押出し成形などの既知の成形方法を用いることができる。中でも、シート状に成形するための方法としては、圧延成形が好ましい。プレ熱伝導シートの厚みは、特に限定されることなく、例えば0.05mm以上2mm以下とすることができる。
[Pre-heat conductive sheet forming process]
In the pre-heat conductive sheet forming step, the sheet material obtained in the above step is pressurized to be formed into a sheet to obtain a pre-heat conductive sheet. The method for forming into a sheet is not particularly limited, and known forming methods such as press forming, roll forming or extrusion may be used. Above all, as a method for forming into a sheet, rolling and forming is preferable. The thickness of the pre-heat conductive sheet is not particularly limited, and can be, for example, 0.05 mm or more and 2 mm or less.

[積層体形成工程]
積層体形成工程では、プレ熱伝導シート成形工程で得られたプレ熱伝導シートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、プレ熱伝導シートを折畳または捲回して、積層体を得る。ここで、積層体形成工程で得られる積層体において、プレ熱伝導シートの表面同士の接着力をより高めて、積層体の層間剥離を十分に抑制する場合には、プレ熱伝導シートの表面を溶剤で若干溶解させた状態で積層体形成工程を行ってもよいし、プレ熱伝導シートの表面に接着剤を塗布した状態またはプレ熱伝導シートの表面に接着層を設けた状態で積層体形成工程を行ってもよいし、プレ熱伝導シートを積層させた積層体を積層方向に更に熱プレス(二次加圧)してもよい。
[Laminate formation process]
In the laminate formation step, a plurality of the pre-heat conduction sheets obtained in the pre-heat conduction sheet formation step are stacked in the thickness direction, or the pre-heat conduction sheets are folded or wound to obtain a laminate. Here, in the laminate obtained in the laminate forming step, when the adhesion between the surfaces of the pre-heat conduction sheet is further enhanced to sufficiently suppress the delamination of the laminate, the surface of the pre-heat conduction sheet is used. The laminate forming step may be carried out in a state of being slightly dissolved in a solvent, or the laminate is formed in a state where an adhesive is applied to the surface of the pre-heat conductive sheet or an adhesive layer is provided on the surface of the pre-heat conductive sheet. A process may be performed, and you may heat-press the laminated body which laminated the pre-heat-conduction sheet | seat further in the lamination direction (secondary pressure).

[スライス工程]
スライス工程では、積層体形成工程で得られた積層体を、積層方向に対して45°以下の角度でスライスし、積層体のスライス片よりなる熱伝導シートを得る。ここで、積層体をスライスする方法としては、特に限定されることなく、例えば、マルチブレード法、レーザー加工法、ウォータージェット法、ナイフ加工法等が挙げられる。また、積層体をスライスする際の切断具としては、特に限定されることなく、例えば、積層体を積層方向に押圧して固定するための金属板等の固定具と、両刃の切断刃を有するスライス部材と、を備え、固定具により積層体を押圧状態としつつ積層方向に切断刃を動かすことで積層体をスライスする、スライサーを用いることができる。
[Slicing process]
In the slicing step, the laminated body obtained in the laminated body forming step is sliced at an angle of 45 ° or less with respect to the laminating direction to obtain a thermally conductive sheet composed of sliced pieces of the laminated body. Here, the method for slicing the laminate is not particularly limited, and examples thereof include a multi-blade method, a laser processing method, a water jet method, and a knife processing method. Moreover, it does not specifically limit as a cutting tool at the time of slicing a laminated body, For example, it has fixing tools, such as a metal plate for pressing and fixing a laminated body in the lamination direction, and the cutting blade of a double-edged blade A slicer may be used, which is provided with a slicing member, and the laminated body is sliced by moving the cutting blade in the laminating direction while pressing the laminated body with the fixing tool.

なお、熱伝導シートの熱伝導性を高める観点からは、積層体をスライスする角度は、積層方向に対して略0°である(即ち、積層方向に沿う方向である)ことが好ましい。また、上記したような[プレ熱伝導シート成形工程]〜[スライス工程]を経ることで、樹脂及び絶縁フィラーを含む条片が並列接合されてなる構造を有する熱伝導シートを良好に製造することができる。   From the viewpoint of enhancing the thermal conductivity of the heat conductive sheet, it is preferable that the angle at which the laminate is sliced is approximately 0 ° with respect to the stacking direction (that is, a direction along the stacking direction). In addition, a heat conductive sheet having a structure in which strips including a resin and an insulating filler are connected in parallel is favorably manufactured by passing through the above-described [pre-heat conductive sheet forming step] to [slice step]. Can.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
そして、実施例および比較例において、熱伝導シートの製造に用いた絶縁フィラーの体積平均粒子径、熱伝導シート中の絶縁フィラーの体積基準の粒度分布、熱伝導シートの熱抵抗値、及び熱伝導シートの耐電圧試験下限値は、それぞれ以下の方法に従って測定した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “%” and “parts” representing amounts are based on mass unless otherwise specified.
And in an Example and a comparative example, volume average particle diameter of an insulation filler used for manufacture of a heat conduction sheet, volume-based particle size distribution of an insulation filler in a heat conduction sheet, heat resistance value of a heat conduction sheet, and heat conduction The withstand voltage test lower limit value of the sheet was measured according to the following method.

<熱伝導シートの製造に用いた絶縁フィラーの体積平均粒子径>
実施例、比較例で用いた各種絶縁フィラーをメチルエチルケトン溶媒中に分散させて懸濁液を得て、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製、型式「LA960」)により、懸濁液に含まれる絶縁フィラーの粒子径を測定した。そして、体積基準の粒子径分布よりメジアン径を得て、「絶縁フィラーの体積平均粒子径」とした。
<熱伝導シート中の絶縁フィラーの体積基準の粒度分布>
実施例、比較例で得られた熱伝導シート1gをメチルエチルケトン溶媒中に入れ、樹脂成分を溶解することにより、シートに含まれる絶縁フィラーを分離分散させた懸濁液を得た。次に、得られた懸濁液を試料とし、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製、型式「LA960」)を用いて、懸濁液に含まれる絶縁フィラーの粒子径を測定した。そして、得られた粒子径を横軸とし、体積換算した絶縁フィラーの頻度を縦軸とした粒度分布曲線を作製し、粒子径が133μm未満の粒子径範囲(粒子径範囲α)、及び粒子径が133μm以上890μm以下の粒子径範囲(粒子径範囲β)について、粒子径0μm以上890μm以下の範囲に含まれる絶縁フィラーの全体積を100体積%として、各範囲に含まれる絶縁フィラーの頻度(体積%)を計算した。また、全実施例について、粒子径範囲α及びβに各1つずつ、粒度分布のピークが2つ確認された。また、比較例1〜2については、粒子径範囲αに1つのピークが確認され、粒子径範囲βにはピークが確認されなかった。
<Volume average particle diameter of insulating filler used for manufacturing of heat conductive sheet>
Various insulating fillers used in Examples and Comparative Examples are dispersed in methyl ethyl ketone solvent to obtain a suspension, which is suspended by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, type "LA 960"). The particle size of the insulating filler contained in the liquid was measured. Then, the median diameter was obtained from the volume-based particle diameter distribution, and the “volume-average particle diameter of the insulating filler” was obtained.
<Volume-based particle size distribution of insulating filler in heat conductive sheet>
1 g of the heat conductive sheet obtained in Examples and Comparative Examples was placed in a methyl ethyl ketone solvent, and the resin component was dissolved to obtain a suspension in which the insulating filler contained in the sheet was separated and dispersed. Next, using the obtained suspension as a sample, the particle size of the insulating filler contained in the suspension was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, type "LA 960"). did. Then, a particle size distribution curve is prepared with the obtained particle diameter as the horizontal axis and the frequency of volume-converted insulating filler as the vertical axis, and the particle diameter range (particle diameter range α) with particle diameter less than 133 μm and the particle diameter In the particle diameter range (particle diameter range β) of 133 μm or more and 890 μm or less, the total volume of the insulation filler contained in the particle diameter range of 0 μm or more and 890 μm or less is 100% by volume. %) Was calculated. Further, for all the examples, two peaks of the particle size distribution were confirmed, one for each of the particle diameter ranges α and β. Moreover, in Comparative Examples 1 and 2, one peak was confirmed in the particle diameter range α, and no peak was confirmed in the particle diameter range β.

<熱伝導シートの熱抵抗値>
熱伝導シートの熱抵抗値は、樹脂材料熱抵抗試験器(株式会社日立テクノロジーアンドサービス製)を用いて測定した。ここで、1cm角の略正方形に切り出した熱伝導シートを試料とし、試料温度50℃において、比較的低圧である0.05MPaを加えた時の熱抵抗値(℃/W)と、試料温度50℃において、比較的高圧である0.50MPaを加えた時の熱抵抗値(℃/W)をそれぞれ測定した。熱抵抗値が小さいほど熱伝導シートが熱伝導性に優れ、例えば、発熱体と放熱体との間に介在させて放熱装置とした際の放熱特性に優れていることを示す。
<Thermic resistance value of the heat conduction sheet>
The heat resistance value of the heat conduction sheet was measured using a resin material heat resistance tester (manufactured by Hitachi Technology & Services Co., Ltd.). Here, a heat conductive sheet cut into a square of 1 cm square is used as a sample, and a thermal resistance value (° C./W) when a relatively low pressure of 0.05 MPa is applied at a sample temperature of 50 ° C. The thermal resistance (° C./W) was measured when a relatively high pressure of 0.50 MPa was added at ° C. The smaller the thermal resistance value, the better the thermal conductivity of the thermal conductive sheet, and, for example, the better the heat dissipation characteristics when it is interposed between the heat generating body and the heat radiating body to form a heat dissipation device.

<熱伝導シートの耐電圧試験下限値>
熱伝導シートの耐絶縁破壊性は、油中試験装置(多摩電測株式会社製、製品名「TJ−20S」)を用いて測定される耐電圧試験値により評価した。具体的には、3cm角の略正方形に切り出した熱伝導シートを試料とし、当該試料を23℃のシリコーン油中に浸漬した。浸漬から1分後に、昇圧速度0.6kV/秒で電圧の印加を開始し、試料に流れる電流(検知電流)が10mAとなった際の電圧(kV)を測定した。得られた電圧(kV)の値を試料である熱伝導シートの厚み(mm)で除することで、耐電圧試験値(kV/mm)を得た。耐電圧試験値が大きいほど、熱伝導シートが耐絶縁破壊性に優れることを示す。測定に用いた試料の数nは5とし、5個の試料について測定した耐電圧試験値のうちの最低値を、「耐電圧試験下限値」とした。
<Low-voltage test lower limit of heat conduction sheet>
The dielectric breakdown resistance of the heat conductive sheet was evaluated by a withstand voltage test value measured using an in-oil test apparatus (manufactured by Tama Densetsu Co., Ltd., product name "TJ-20S"). Specifically, a heat conductive sheet cut into an approximately 3 cm square was used as a sample, and the sample was immersed in silicone oil at 23 ° C. One minute after the immersion, application of voltage was started at a boosting rate of 0.6 kV / sec, and voltage (kV) was measured when the current (detection current) flowing to the sample became 10 mA. The withstand voltage test value (kV / mm) was obtained by dividing the value of the obtained voltage (kV) by the thickness (mm) of the heat conductive sheet as a sample. The larger the withstand voltage test value, the better the heat conductive sheet is in the resistance to dielectric breakdown. The number n of the samples used for the measurement was 5 and the lowest value among the withstand voltage test values measured for the five samples was taken as the “withstand voltage test lower limit value”.

(実施例1)
<準備工程>
樹脂としての、常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂(ダイキン工業株式会社製、商品名「ダイエルG−101」、粘度(粘度係数):3300P)80部と、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂(スリーエムジャパン株式会社製、商品名「ダイニオンFC2211」、ムーニー粘度:27ML1+4、100℃)20部と、絶縁フィラーAとしての一次粒子である窒化ホウ素粒子(モメンティブパフォーマンスマテリアルズ社製、商品名「PT−110」、体積平均粒子径:51μm、六方晶窒化ホウ素粒子)195部とを、加圧ニーダー(日本スピンドル製)を用いて、温度150℃にて20分間撹拌混合した。次に、得られた混合物を解砕機に投入して、10秒間解砕することにより、絶縁フィラーAと樹脂とが複合化されてなる複合粒子を含む組成物(組成物(I))を得た。
Example 1
<Preparation process>
Thermoplastic resin that is liquid at room temperature and normal pressure (80 parts of Daikin G-101, trade name "DAIEL G-101", viscosity (viscosity coefficient): 3300P) liquid, solid at room temperature and normal pressure 20 parts of a fluorine resin (manufactured by 3M Japan Co., Ltd., trade name "Dainion FC2211", Mooney viscosity: 27ML 1 + 4 , 100 ° C), boron nitride particles (primary performance particles as insulating filler A (manufactured by Momentive Performance Materials Co., Ltd.) A trade name “PT-110”, volume average particle diameter: 51 μm, hexagonal boron nitride particles (195 parts) was stirred and mixed for 20 minutes at a temperature of 150 ° C. using a pressure kneader (manufactured by Nippon Spindle Co., Ltd.). Next, the obtained mixture is put into a crusher and broken for 10 seconds to obtain a composition (composition (I)) including composite particles in which the insulating filler A and the resin are complexed. The

<シート材料調製工程>
組成物(I)290gに対して、絶縁フィラーBとしての二次粒子である凝集体状窒化ホウ素粒子(モメンティブパフォーマンスマテリアルズ社製、商品名「PT−670」、体積平均粒子径:467μm、六方晶窒化ホウ素粒子の凝集体)5部を入れ、組成物(I)及び絶縁フィラーBを袋に入れて手で振とうすることで均一になるまで混ぜ合わせた。振とう時の条件は、振幅50cm、往復振とう、振とう往復30回/分、振とう時間2分とした。
<Sheet material preparation process>
Aggregated boron nitride particles which are secondary particles as insulating filler B (composition name “PT-670”, volume average particle diameter: 467 μm, hexagonal shape with respect to 290 g of the composition (I) 5 parts of agglomerates of crystallized boron nitride particles) were added, and the composition (I) and the insulating filler B were put in a bag and mixed by hand shaking until uniform. The conditions for shaking were: amplitude 50 cm, reciprocating shaking, shaking back and forth 30 times / minute, shaking time 2 minutes.

<プレ熱伝導シート成形工程>
次いで、得られた組成物50gを、サンドブラスト処理を施した厚み50μmのPETフィルム(保護フィルム)で挟み、ロール間隙550μm、ロール温度50℃、ロール線圧50kg/cm、ロール速度1m/分の条件にて圧延成形(一次加圧)し、厚み0.5mmのプレ熱伝導シートを得た。
<Pre thermal conductive sheet forming process>
Next, 50 g of the composition obtained is sandwiched with a 50 μm thick sandblasted PET film (protective film), and the conditions for a roll gap of 550 μm, a roll temperature of 50 ° C., a roll linear pressure of 50 kg / cm, and a roll speed of 1 m / min. The resultant was rolled and formed (primary pressure) to obtain a pre-heat conductive sheet having a thickness of 0.5 mm.

<積層体形成工程>
続いて、得られたプレ熱伝導シートを縦150mm×横150mm×厚み0.5mmに裁断し、プレ熱伝導シートの厚み方向に120枚積層し、更に、温度120℃、圧力0.1MPaで3分間、積層方向にプレス(二次加圧)することにより、高さ約60mmの積層体を得た。
<Laminate formation process>
Subsequently, the obtained pre-heat conductive sheet is cut into 150 mm long × 150 mm wide × 0.5 mm thick, and 120 sheets are laminated in the thickness direction of the pre heat conductive sheet, and further, 3 at a temperature of 120 ° C. and a pressure of 0.1 MPa. By pressing (secondary pressing) in the laminating direction for a minute, a laminate having a height of about 60 mm was obtained.

<スライス工程>
その後、スライスに必要な長さを残して、得られた上面の全体を金属板で押え、上から0.1MPaの圧力をかけて、積層体を固定した。なお、積層体の側面、背面の固定は行わなかった。
次いで、サーボプレス機(放電精密加工研究所製)のプレス部分に、図1に示す形状の切断刃10(両刃、刃角2θ:20°、刃部の最大厚み:3.5mm、材質:超鋼、ロックウェル硬度:91.5、刃面のシリコン加工:なし、全長:200mm)を取り付け、スライス速度200mm/秒、スライス幅0.30mmの条件で積層体の積層方向(換言すれば、積層されたプレ熱伝導シートの主面の法線に一致する方向に)にスライスして、縦150mm×横60mm×厚み0.30mmの熱伝導シート30を得た。なお、スライス時の切断刃の姿勢は、図1に示す角度αが10°になり、刃面11の延在方向が積層体20のスライス面21と平行な方向になる姿勢とした。
得られた熱伝導シートについて、熱抵抗及び耐電圧試験下限値を測定した。結果を表1に示す。なお、熱伝導シート中における絶縁フィラーの含有割合は61体積%であった。また、粒子径範囲α内の絶縁フィラーは80%以上が一次粒子であり、粒子径範囲β内の絶縁フィラーは略100%が上記二次粒子であった。
<Slicing process>
Then, leaving the length required for slicing, the entire top surface obtained was pressed with a metal plate, and a pressure of 0.1 MPa was applied from above to fix the laminate. In addition, fixation of the side of a laminated body and the back was not performed.
Next, the cutting blade 10 (double-edged, blade angle 2θ: 20 °, maximum thickness of the blade portion: 3.5 mm, material: super) in the press part of the servo press (made by EDM) Steel, Rockwell hardness: 91.5, silicon processing of blade surface: None, total length: 200 mm), slice speed 200 mm / sec, slice width 0.30 mm, stacking direction of laminated body (in other words, lamination) It sliced in the direction which corresponds to the normal line of the principal surface of the obtained pre heat conduction sheet, and obtained heat conduction sheet 30 of length 150 mm x width 60 mm x thickness 0.30 mm. The posture of the cutting blade at the time of slicing is such that the angle α shown in FIG. 1 is 10 °, and the extending direction of the blade surface 11 is parallel to the slice surface 21 of the laminate 20.
About the obtained heat conductive sheet, the heat resistance and the withstand voltage test lower limit were measured. The results are shown in Table 1. In addition, the content rate of the insulation filler in a heat conductive sheet was 61 volume%. In addition, 80% or more of the insulating filler in the particle diameter range α was primary particles, and the insulating filler in the particle diameter range β was approximately 100% of the secondary particles.

(実施例2〜3)
<準備工程>で添加する絶縁フィラーAとしての一次粒子の添加量、及び<シート材料調製工程>で添加する絶縁フィラーBとしての二次粒子の添加量を、それぞれ表1に示す通りに変更した以外は、実施例1と同様にして各種操作及び評価を行った。結果を表1に示す。また、粒子径範囲α内の絶縁フィラーは80%以上が一次粒子であり、粒子径範囲β内の絶縁フィラーは略100%が上記二次粒子であった。
(Examples 2 to 3)
The addition amount of primary particles as insulating filler A to be added in <preparation step> and the addition amount of secondary particles as insulating filler B to be added in <sheet material preparation step> were changed as shown in Table 1, respectively. Various operations and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except for the above. The results are shown in Table 1. In addition, 80% or more of the insulating filler in the particle diameter range α was primary particles, and the insulating filler in the particle diameter range β was approximately 100% of the secondary particles.

(実施例4〜6)
<シート材料調製工程>で添加する絶縁フィラーBとしての二次粒子を、体積平均粒子径が508μmであるフレーク状窒化ホウ素粒子(3M社製、商品名「Flakes 70/500」、六方晶窒化ホウ素粒子の集合体)に変更した。また、<準備工程>で添加する絶縁フィラーAとしての一次粒子の添加量、及び<シート材料調製工程>で添加する絶縁フィラーBとしての二次粒子の添加量を、それぞれ表1に示す通りに変更した。これらの点以外は、実施例1と同様にして各種操作及び評価を行った。結果を表1に示す。また、粒子径範囲α内の絶縁フィラーは80%以上が一次粒子であり、粒子径範囲β内の絶縁フィラーは略100%が上記二次粒子であった。
(Examples 4 to 6)
Secondary particles as insulating filler B to be added in <sheet material preparation step> are flaky boron nitride particles having a volume average particle diameter of 508 μm (trade name "Flakes 70/500" manufactured by 3M company, hexagonal boron nitride Changed to a collection of particles). Also, the addition amount of primary particles as insulating filler A to be added in <preparation step> and the addition amount of secondary particles as insulating filler B to be added in <sheet material preparation step> are as shown in Table 1 respectively. changed. Various operations and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except for these points. The results are shown in Table 1. In addition, 80% or more of the insulating filler in the particle diameter range α was primary particles, and the insulating filler in the particle diameter range β was approximately 100% of the secondary particles.

(実施例7)
<シート材料調製工程>で添加する絶縁フィラーBとして、炭化ケイ素(太平洋ランダム株式会社製、商品名「NG−F46」、体積平均粒子径:350μm)を用いた。また、<準備工程>で添加する絶縁フィラーAとしての一次粒子の添加量、及び<シート材料調製工程>で添加する絶縁フィラーBとしての炭化ケイ素の添加量を、それぞれ表1に示す通りに変更した。これらの点以外は、実施例1と同様にして各種操作及び評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 7)
As the insulating filler B to be added in the <sheet material preparation step>, silicon carbide (manufactured by Pacific Random Co., Ltd., trade name "NG-F46", volume average particle diameter: 350 μm) was used. In addition, the addition amounts of primary particles as insulating filler A to be added in <preparation step> and the addition amounts of silicon carbide as insulating filler B to be added in <sheet material preparation step> are changed as shown in Table 1 respectively. did. Various operations and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except for these points. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
<準備工程>で添加する絶縁フィラーAとしての一次粒子の添加量200部に変更し、<シート材料調製工程>で絶縁フィラーBを添加しなかった。これらの点以外は、実施例1と同様にして各種操作及び評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
The addition amount of primary particles as the insulating filler A added in <preparation step> was changed to 200 parts, and the insulating filler B was not added in <sheet material preparation step>. Various operations and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except for these points. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
<準備工程>で添加する絶縁フィラーAとして、体積平均粒子径が508μmであるフレーク状窒化ホウ素粒子(3M社製、商品名「Flakes 70/500」、六方晶窒化ホウ素粒子の集合体)200部を用いた。また、<シート材料調製工程>で絶縁フィラーBを添加しなかった。これらの点以外は、実施例1と同様にして各種操作及び評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
200 parts of flake-like boron nitride particles (The 3M company make, brand name "Flakes 70/500, aggregate of hexagonal boron nitride particles") as insulation filler A added at <preparation process> Was used. Moreover, the insulation filler B was not added at <sheet material preparation process>. Various operations and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except for these points. The results are shown in Table 1.

Figure 2019108496
Figure 2019108496

表1より、樹脂及び絶縁フィラーを含み、絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径133μm以上890μm以下の範囲(粒子径範囲β)内に少なくとも一つのピークを有する、実施例1〜7の熱伝導シートは、耐電圧試験下限値が高く、絶縁信頼性に優れることが分かる。
一方、絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径範囲β内にピークを有さない比較例1〜2の熱伝導シートは、電圧試験下限値が低く、絶縁信頼性に劣ることが分かる。
なお、実施例7にて、熱伝導シート内の絶縁フィラーについて測定した、粒子径範囲β内に検出されたピークの対応する粒径が357μmであり、シート材料調製工程にて添加した絶縁フィラーBの粒径350μmを若干上回っている。実施例7で用いた炭化ケイ素が各種工程にてほとんど小径化しなかったこと、及び、上記したような粒子径測定方法における測定誤差に主として起因すると考えられる。
From Table 1, the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler contains at least one peak in the particle diameter range of 133 μm to 890 μm (particle size range β), including the resin and the insulating filler. The heat conductive sheet has a high withstand voltage test lower limit value and is found to be excellent in insulation reliability.
On the other hand, the heat conduction sheet of Comparative Examples 1 and 2 in which the volume-based particle size distribution curve of the insulation filler does not have a peak in the particle diameter range β has a low voltage test lower limit value, and it is understood that the insulation reliability is poor. .
In Example 7, the particle diameter corresponding to the peak detected in the particle diameter range β was 357 μm, which was measured for the insulating filler in the heat conductive sheet, and the insulating filler B was added in the sheet material preparation step. Slightly larger than the particle size of 350 μm. It is considered that the silicon carbide used in Example 7 hardly reduced in diameter in various processes, and mainly due to the measurement error in the particle diameter measurement method as described above.

本発明によれば、絶縁信頼性の高い熱伝導シート、及びかかる熱伝導シートを良好に製造することができる製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat conductive sheet with high insulation reliability and the manufacturing method which can manufacture such a heat conductive sheet favorably can be provided.

10 切断刃
11 刃面
20 積層体
21 スライス面
30 熱伝導シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 cutting blade 11 blade surface 20 laminated body 21 slice surface 30 heat conductive sheet

Claims (9)

樹脂及び絶縁フィラーを含み、前記絶縁フィラーの体積基準の粒度分布曲線が、粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に少なくとも一つのピークを有する、熱伝導シート。   A thermally conductive sheet, comprising a resin and an insulating filler, wherein the volume-based particle size distribution curve of the insulating filler has at least one peak within a range of a particle diameter of 133 μm to 890 μm. 粒子径133μm以上890μm以下の範囲内に存在する前記絶縁フィラーの頻度が前記絶縁フィラー全体の1体積%以上30体積%以下である、請求項1に記載の熱伝導シート。   The heat conductive sheet according to claim 1, wherein the frequency of the insulating filler present in the particle diameter range of 133 μm to 890 μm is 1% to 30% by volume of the whole insulating filler. 前記粒度分布曲線が、粒子径0μm超133μm未満の範囲に少なくとも一つのピークを更に有する、請求項1又は2に記載の熱伝導シート。   The heat conductive sheet according to claim 1 or 2, wherein the particle size distribution curve further has at least one peak in a range of particle diameter of more than 0 μm and less than 133 μm. 粒子径133μm未満の範囲内に存在する前記絶縁フィラーの頻度が前記絶縁フィラー全体の70体積%以上99体積%以下である、請求項1〜3の何れかに記載の熱伝導シート。   The heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the frequency of the insulating filler present in the range of a particle diameter of less than 133 μm is 70% by volume or more and 99% by volume or less of the whole insulating filler. 粒子径が133μm以上890μm以下である前記絶縁フィラーが、二次粒子を含む、請求項1〜4の何れかに記載の熱伝導シート。   The heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the insulating filler having a particle diameter of 133 μm or more and 890 μm or less contains secondary particles. 粒子径が133μm未満である前記絶縁フィラーが、一次粒子を含む、請求項1〜5の何れかに記載の熱伝導シート。   The heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the insulating filler having a particle size of less than 133 μm contains primary particles. 樹脂を含む組成物と体積平均粒子径が133μm以上である絶縁フィラーBとを混合してシート材料を調製するシート材料調製工程と、
前記シート材料を加圧してシート状に成形してプレ熱伝導シートを得る工程と、
前記プレ熱伝導シートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、前記プレ熱伝導シートを折畳または捲回して、積層体を得る工程と、
前記積層体を、積層方向に対して45°以下の角度でスライスし、熱伝導シートを得る工程と、
を含む、熱伝導シートの製造方法。
A sheet material preparation step of preparing a sheet material by mixing a composition containing a resin and an insulation filler B having a volume average particle diameter of 133 μm or more;
Pressing the sheet material to form it into a sheet to obtain a pre-heat conductive sheet;
Obtaining a laminate by laminating a plurality of the pre-heat conduction sheets in the thickness direction or folding or winding the pre-heat conduction sheets;
Slicing the laminated body at an angle of 45 ° or less with respect to the laminating direction to obtain a heat conductive sheet;
A method of producing a thermally conductive sheet, comprising:
前記樹脂を含む組成物を調製するにあたり、絶縁フィラーA及び樹脂を共に粉砕して粉砕組成物を得ることを更に含む、請求項7に記載の熱伝導シートの製造方法。   The method for producing a thermally conductive sheet according to claim 7, further comprising: grinding insulating filler A and the resin together to obtain a ground composition in preparing the composition containing the resin. 前記絶縁フィラーAが一次粒子であり、前記絶縁フィラーBが二次粒子である、請求項8に記載の熱伝導シートの製造方法。   The manufacturing method of the heat conductive sheet of Claim 8 whose said insulation filler A is a primary particle and whose said insulation filler B is a secondary particle.
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