JP2019110229A - 放熱シートとその製造方法および放熱シートの使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態に係る放熱シートは、順に、第1弾性体層と、支持体層と、第2弾性体層とが積層する積層体を備える。すなわち、前記支持体層が前記第1弾性体層と前記第2弾性体層との間にある。
前記第1弾性体層は、熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含む。すなわち、この樹脂組成物は、熱伝導性粒子を含有する。熱伝導性粒子としては、熱伝導性のあるものとして、金属粒子が挙げられ、例えば金、銀、銅等の粒子を用いることができる。特に、銅粒子は、第1弾性体層から流出し難い高比重であり、熱伝導性に優れ、また、コストも比較的安価であるため、用いることが好ましい。
次に、前記支持体層は、熱伝導性を有する。支持体層があることにより、例えば大判形状の放熱シートとすることができ、放熱グリースと比較して長期の保管が可能である。さらに、放熱シートであれば、適当な寸法に切断して小片を配置することができ、一定量の放熱シートを高発熱性部品と放熱冷却部材との間に供給できるので、手作業での取扱いも容易であり、少量多品種の生産への適応性を高めることができる。また、熱伝導性の支持体層があることにより、放熱シートが高発熱性部品と密着する密着面と平行な方向において、支持体層を介して高発熱性部品からの熱が放熱され易くなる効果が期待できる。
前記第2弾性体層は、熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する。前記第2弾性体層の詳細は、前記第1弾性体層と同様であり、記載を省略する。ただし、前記第2弾性体層は、前記第1弾性体層とは異なる熱伝導性粒子や有機溶剤により膨潤する樹脂組成物等の材料を、異なる含有量で含有することができる。例えば前記第1弾性体層には銅粒子と用い、前記第2弾性体層には左記銅粒子よりも多い銀粒子を用いることができる。また、前記第1弾性体層と前記第2弾性体層を同一の弾性体層とすることができる。
本発明の一実施形態に係る放熱シートの製造方法は、順に、第1弾性体層と、支持体層と、第2弾性体層とが積層する積層体を備える放熱シートの前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層を、有機溶剤により膨潤させる膨潤工程を含む。
第1弾性体層や第2弾性体層に含まれる樹脂組成物を、予め樹脂溶液の状態に調整する工程である(図2 S1)。ここでは、樹脂成分を、当該樹脂成分を溶解する溶剤に溶解させ、樹脂溶液とする。樹脂成分としては、放熱シートにおいて説明したものを単独または組み合わせたものを使用することができる。また、この工程において樹脂の原料となるモノマー各種と溶剤とを所定温度条件下で混合して重合させて樹脂成分を調製することができる。
上記にて調整した樹脂溶液と、少なくとも熱伝導性粒子とを混合し、膨潤性樹脂組成物を調製する工程である(図2 S2)。樹脂溶液中の樹脂成分が、乾燥後に表面タックを有する等により粘着性を有するものであれば、必ずしも必要ではないが、樹脂成分が粘着性を有しないものであれば、別途、接着付与剤を混合することができる。接着付与剤は、弾性体層に粘着性をもたせることで接着性を付与するものであれば、特に限定されない。例えば、乾燥状態で表面タックを有するロジン系粘着付与剤、重合ロジン系粘着付与剤、重合ロジンエステル系粘着付与剤ロジンフェノール系粘着付与剤テルペン系粘着付与剤、テルペンフェノール系粘着付与剤、スチレン系粘着付与剤等が粘着性付与剤として挙げられる。また、膨潤性樹脂組成物の固形分を調製するべく、酢酸エチル、酢酸ブチル、エタノール、エーテル、ベンゼン、ヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール等の溶剤を混合することができる。
上記にて調整した膨潤性樹脂組成物を用いて、支持体へ第1弾性体層および/または第2弾性体層を形成して積層体を得る工程である(図2 S3)。これらの弾性体層は、例えば支持体の片面または両面に膨潤性樹脂組成物を塗布して乾燥させることにより、形成することができる。この工程により、膨潤工程前の、弾性体層が膨潤していない放熱シート(第1放熱シート)を得ることができる。
放熱シートの製造方法では、第1放熱シートを用いて膨潤工程へ進めることができるが、その前に前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層に放射線を照射する放射線照射工程を含んでもよい(図2 S4)。例えば、この工程により、弾性体層中の樹脂成分の架橋を切断することで平均分子量を低下させることにより、弾性体層の表面から内部へ有機溶媒を浸透させて浸潤させた弾性体層の弾性を、第1放熱シートよりも高くした第2放熱シートを得ることができる。そして、第2放熱シートであれば、膨潤後の弾性体層は第1放熱シートの場合と比べて、より流動的に変形可能となるので、弾性体層に含有する熱伝導性粒子の再配置を伴って、被着体の密着対象面の微細な凹凸に追従することが可能である。その結果、より多量の熱伝導性粒子を含有しつつ、被着体との密着界面における気泡の混入を防止し、被着体とのより高い密着性を満足することができる。
前記の第1放熱シートまたは第2放熱シートの第1弾性体層および/または第2弾性体層を、有機溶剤により膨潤させる工程である(図2 S5)。膨潤工程としては、例えば図3に示すように、第1放熱シートまたは第2放熱シートの弾性体層に有機溶剤を滴下することで膨潤させる工程(図3(a) S5a)や、被着体の密着対象面に有機溶剤を滴下して(図3(b) S6)、その後、被着体と第1放熱シートまたは第2放熱シートを圧着させて(図3(b) S7b)、密着対象面の有機溶剤が弾性体層へ浸透させることにより、膨潤させる工程(図3(b) S5b)が挙げられる。
本発明の一実施形態に係る放熱シートの使用方法は、順に、第1弾性体層と、
支持体層と、第2弾性体層とが積層する積層体を備える放熱シートの前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層を、有機溶剤により膨潤させる膨潤工程と、膨潤工程後の放熱シートを被着体に圧着する圧着工程とを含む。
第1弾性体層、支持体層、第2弾性体層、積層体、有機溶剤および膨潤工程については、放熱シートの製造方法において説明した内容と同様であり、記載を省略する。
以下、圧着工程について、図3に示すフロー図を参照しつつ、説明する。例えば、図3(a)に示すように、第1放熱シートまたは第2放熱シートの弾性体層に有機溶剤を滴下することで膨潤させる工程(図3(a) S5a)の後に、放熱シートと被着体とを圧着することができる。この工程により、放熱シートを高発熱性部品と放熱冷却部材との間に供給することができ、被着体の密着対象面の凹凸に追随して、被着体との密着界面における気泡の混入を防止し、被着体との良好な密着性を発揮することができる。
以下、上記にて説明した本発明の一実施形態に係る放熱シートについて、図4の断面模式図を参照しつつ、その使用例を説明する。
(樹脂溶液の調製工程)
反応容器内に、酢酸エチル100部(質量部、以下同じ)、エチルセルロース25部、n−ブチルアクリレート25部、および酢酸ビニル5.0部を入れた後、100℃で10分間混練し、酢酸ビニルが重合してゲル化した樹脂溶液を得た(不揮発分含量:50質量%)。
得られた樹脂溶液の不揮発分100部に対し、熱伝導性粒子として球状銅粒子(最大粒子径:8μm)が200部、粘着付与剤として重合ロジンエステル〔荒川化学工業(株)製、商品名:ペンセルD−135〕が25部となるように、樹脂溶液、球状銅粒子および粘着付与剤を混合した後、不揮発分の含有率が50質量%となるように酢酸エチルを添加し、十分に撹拌して、膨潤性樹脂組成物を得た。
前記で得られた膨潤性樹脂組成物を、支持体層となる厚さ35μmの銅箔の両面上に塗布し、100℃の雰囲気中で1時間乾燥させることにより、乾燥後の厚さが約10μmの第1弾性体層(不揮発分含有量:93質量%)および第2弾性体層(不揮発分含有量:93質量%)が形成された第1放熱シートを作成した。乾燥後の第1弾性体層および第2弾性体層の内部をSEM(走査型電子顕微鏡)にて観察したところ、銅粒子が残存した粘着性樹脂により部分的に結着され、多数の空孔を有する多孔質の組織となっていることが確認された。
熱伝導率測定用の試験片として、順に、銅板(10mm×10mm、厚さ500μm)と、第1放熱シート(10mm×10mm)と、上記と同様の銅板とを積層させた積層体を作成した。具体的には、第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:1となるように、第1放熱シートの第1弾性体層に有機溶剤として酢酸エチルを滴下して、1分放置して膨潤させた(膨潤工程)。その後、酢酸エチルの液滴を押し出しつつ、気泡の混入を回避して1枚の銅板を放熱シートの第1弾性体層に圧着した(圧着工程)。圧着条件は2kg/cm2で、圧着温度は25℃で、圧着時間は10秒間であった。次いで、第1放熱シートの第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)についても同様の膨潤工程と圧着工程を行うことにより、もう1枚の銅板を第2弾性体層に圧着し、第1放熱シートを介在させて2枚の銅板が接着された構造の、熱伝導率測定用試験片を得た。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。同様に、圧着工程後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。
(放射線照射工程)
実施例1と同様に作成した第1放熱シートの第1弾性体層および第2弾性体層に、500keVで500kGyの吸収線量で電子線を照射し、粘着性樹脂組成物の架橋を切断して第2放熱シートを得た。
第2放熱シートを用いて、実施例1と同様に膨潤工程および圧着工程を行って熱伝導率測定用試験片を得た。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、6.8W/m・Kであった。
(熱伝導性の評価)
銅板の表面に酢酸エチルを滴下し、実施例1と同様の第1放熱シートを用いて、第1弾性体層および第2弾性体層と銅板を圧着することで、各弾性体層を膨潤させた(膨潤、圧着工程)。この他は、実施例1と同様にして、熱伝導率測定用試験片を得た。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:5であった。同様に、圧着工程後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:5であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、5.6W/m・Kであった。
エチルアクリレート25部に代えて、n−ブチルアクリレート25部を用いた他は、実施例1と同様に樹脂溶液の調製工程、膨潤性樹脂組成物の調製工程、積層体形成工程および熱伝導性の評価を行った。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、5.7W/m・Kであった。
熱伝導性粒子として球状銅粒子200部に代えて、不定形酸化亜鉛粒子(最大粒子径:10μm)100部を用いた他は、実施例1と同様に樹脂溶液の調製工程、膨潤性樹脂組成物の調製工程、積層体形成工程および熱伝導性の評価を行った。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、3.1W/m・Kであった。
実施例1と同様に作成した第1放熱シートの第1弾性体層および第2弾性体層に、Co60を線源として500kGyの吸収線量でガンマ線を照射し、粘着性樹脂組成物の架橋を切断して第2放熱シートを得た。熱伝導性の評価は、実施例2と同様の条件により行った。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、6.6W/m・Kであった。
酢酸エチルを用いなかったことにより、膨潤工程を実施しなかった他は、実施例1と同様に樹脂溶液の調製工程、膨潤性樹脂組成物の調製工程、積層体形成工程および熱伝導性の評価を行った。熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、4.8W/m・Kであった。
実施例1〜6の放熱シートの熱伝導率は、比較例1と比べて高い結果となった。実施例1〜6では、第1弾性層および第2弾性層を有機溶剤の使用により膨潤させ、また、適宜、粘着性樹脂組成物の架橋を切断することにより弾性を向上させた結果、銅板と弾性層との間の気泡の混入を防止し、また、銅板表面の凹凸への弾性層の追従が十分であることにより、熱伝導の効率が向上したものと考えられる。
2 支持体層
3 第2弾性体層
4 積層体
10 放熱シート
20 金属板
20a 密着対象面
30 はんだ
40 パワー半導体
50 高発熱性部品
60 ヒートシンク
60a 密着対象面
100 積層体
本発明の一実施形態に係る放熱シートは、順に、第1弾性体層と、支持体層と、第2弾性体層とが積層する積層体を備える。すなわち、前記支持体層が前記第1弾性体層と前記第2弾性体層との間にある。
前記第1弾性体層は、熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含む。すなわち、この樹脂組成物は、熱伝導性粒子を含有する。熱伝導性粒子としては、熱伝導性のあるものとして、金属粒子が挙げられ、例えば金、銀、銅等の粒子を用いることができる。特に、銅粒子は、第1弾性体層から流出し難い高比重であり、熱伝導性に優れ、また、コストも比較的安価であるため、用いることが好ましい。
次に、前記支持体層は、熱伝導性を有する。支持体層があることにより、例えば大判形状の放熱シートとすることができ、放熱グリースと比較して長期の保管が可能である。さらに、放熱シートであれば、適当な寸法に切断して小片を配置することができ、一定量の放熱シートを高発熱性部品と放熱冷却部材との間に供給できるので、手作業での取扱いも容易であり、少量多品種の生産への適応性を高めることができる。また、熱伝導性の支持体層があることにより、放熱シートが高発熱性部品と密着する密着面と平行な方向において、支持体層を介して高発熱性部品からの熱が放熱され易くなる効果が期待できる。
前記第2弾性体層は、熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する。前記第2弾性体層の詳細は、前記第1弾性体層と同様であり、記載を省略する。ただし、前記第2弾性体層は、前記第1弾性体層とは異なる熱伝導性粒子や有機溶剤により膨潤する樹脂組成物等の材料を、異なる含有量で含有することができる。例えば前記第1弾性体層には銅粒子を用い、前記第2弾性体層には左記銅粒子よりも多い銀粒子を用いることができる。また、前記第1弾性体層と前記第2弾性体層を同一の弾性体層とすることができる。
本発明の一実施形態に係る放熱シートの製造方法は、順に、第1弾性体層と、支持体層と、第2弾性体層とが積層する積層体の前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層を、有機溶剤により膨潤させる膨潤工程を含む。
第1弾性体層や第2弾性体層に含まれる樹脂組成物を、予め樹脂溶液の状態に調整する工程である(図2 S1)。ここでは、樹脂成分を、当該樹脂成分を溶解する溶剤に溶解させ、樹脂溶液とする。樹脂成分としては、放熱シートにおいて説明したものを単独または組み合わせたものを使用することができる。また、この工程において樹脂の原料となるモノマー各種と溶剤とを所定温度条件下で混合して重合させて樹脂成分を調製することができる。
上記にて調整した樹脂溶液と、少なくとも熱伝導性粒子とを混合し、膨潤性樹脂組成物を調製する工程である(図2 S2)。樹脂溶液中の樹脂成分が、乾燥後に表面タックを有する等により粘着性を有するものであれば、必ずしも必要ではないが、樹脂成分が粘着性を有しないものであれば、別途、接着付与剤を混合することができる。接着付与剤は、弾性体層に粘着性をもたせることで接着性を付与するものであれば、特に限定されない。例えば、乾燥状態で表面タックを有するロジン系粘着付与剤、重合ロジン系粘着付与剤、重合ロジンエステル系粘着付与剤ロジンフェノール系粘着付与剤テルペン系粘着付与剤、テルペンフェノール系粘着付与剤、スチレン系粘着付与剤等が粘着性付与剤として挙げられる。また、膨潤性樹脂組成物の固形分を調製するべく、酢酸エチル、酢酸ブチル、エタノール、エーテル、ベンゼン、ヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール等の溶剤を混合することができる。
上記にて調整した膨潤性樹脂組成物を用いて、支持体へ第1弾性体層および/または第2弾性体層を形成して積層体を得る工程である(図2 S3)。これらの弾性体層は、例えば支持体の片面または両面に膨潤性樹脂組成物を塗布して乾燥させることにより、形成することができる。この工程により、膨潤工程前の、弾性体層が膨潤していない放熱シート(第1放熱シート)を得ることができる。
放熱シートの製造方法では、第1放熱シートを用いて膨潤工程へ進めることができるが、その前に前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層に放射線を照射する放射線照射工程を含んでもよい(図2 S4)。例えば、この工程により、弾性体層中の樹脂成分の架橋を切断することで平均分子量を低下させることにより、弾性体層の表面から内部へ有機溶媒を浸透させて浸潤させた弾性体層の弾性を、第1放熱シートよりも高くした第2放熱シートを得ることができる。そして、第2放熱シートであれば、膨潤後の弾性体層は第1放熱シートの場合と比べて、より流動的に変形可能となるので、弾性体層に含有する熱伝導性粒子の再配置を伴って、被着体の密着対象面の微細な凹凸に追従することが可能である。その結果、より多量の熱伝導性粒子を含有しつつ、被着体との密着界面における気泡の混入を防止し、被着体とのより高い密着性を満足することができる。
前記の第1放熱シートまたは第2放熱シートの第1弾性体層および/または第2弾性体層を、有機溶剤により膨潤させる工程である(図2 S5)。膨潤工程としては、例えば図3に示すように、第1放熱シートまたは第2放熱シートの弾性体層に有機溶剤を滴下することで膨潤させる工程(図3(a) S5a)や、被着体の密着対象面に有機溶剤を滴下して(図3(b) S6)、その後、被着体と第1放熱シートまたは第2放熱シートを圧着させて(図3(b) S7b)、密着対象面の有機溶剤が弾性体層へ浸透させることにより、膨潤させる工程(図3(b) S5b)が挙げられる。
本発明の一実施形態に係る放熱シートの使用方法は、順に、第1弾性体層と、支持体層と、第2弾性体層とが積層する積層体の前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層を、有機溶剤により膨潤させる膨潤工程と、膨潤工程後の放熱シートを被着体に圧着する圧着工程とを含む。
第1弾性体層、支持体層、第2弾性体層、積層体、有機溶剤および膨潤工程については、放熱シートの製造方法において説明した内容と同様であり、記載を省略する。
以下、圧着工程について、図3に示すフロー図を参照しつつ、説明する。例えば、図3(a)に示すように、第1放熱シートまたは第2放熱シートの弾性体層に有機溶剤を滴下することで膨潤させる工程(図3(a) S5a)の後に、放熱シートと被着体とを圧着することができる。この工程により、放熱シートを高発熱性部品と放熱冷却部材との間に供給することができ、被着体の密着対象面の凹凸に追随して、被着体との密着界面における気泡の混入を防止し、被着体との良好な密着性を発揮することができる。
以下、上記にて説明した本発明の一実施形態に係る放熱シートについて、図4の断面模式図を参照しつつ、その使用例を説明する。
(樹脂溶液の調製工程)
反応容器内に、酢酸エチル100部(質量部、以下同じ)、エチルセルロース25部、n−ブチルアクリレート25部、および酢酸ビニル5.0部を入れた後、100℃で10分間混練し、酢酸ビニルが重合してゲル化した樹脂溶液を得た(不揮発分含量:50質量%)。
得られた樹脂溶液の不揮発分100部に対し、熱伝導性粒子として球状銅粒子(最大粒子径:8μm)が200部、粘着付与剤として重合ロジンエステル〔荒川化学工業(株)製、商品名:ペンセルD−135〕が25部となるように、樹脂溶液、球状銅粒子および粘着付与剤を混合した後、不揮発分の含有率が50質量%となるように酢酸エチルを添加し、十分に撹拌して、膨潤性樹脂組成物を得た。
前記で得られた膨潤性樹脂組成物を、支持体層となる厚さ35μmの銅箔の両面上に塗布し、100℃の雰囲気中で1時間乾燥させることにより、乾燥後の厚さが約10μmの第1弾性体層(不揮発分含有量:93質量%)および第2弾性体層(不揮発分含有量:93質量%)が形成された第1放熱シートを作成した。乾燥後の第1弾性体層および第2弾性体層の内部をSEM(走査型電子顕微鏡)にて観察したところ、銅粒子が残存した粘着性樹脂により部分的に結着され、多数の空孔を有する多孔質の組織となっていることが確認された。
熱伝導率測定用の試験片として、順に、銅板(10mm×10mm、厚さ500μm)と、第1放熱シート(10mm×10mm)と、上記と同様の銅板とを積層させた積層体を作成した。具体的には、第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:1となるように、第1放熱シートの第1弾性体層に有機溶剤として酢酸エチルを滴下して、1分放置して膨潤させた(膨潤工程)。その後、酢酸エチルの液滴を押し出しつつ、気泡の混入を回避して1枚の銅板を放熱シートの第1弾性体層に圧着した(圧着工程)。圧着条件は2kg/cm2で、圧着温度は25℃で、圧着時間は10秒間であった。次いで、第1放熱シートの第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)についても同様の膨潤工程と圧着工程を行うことにより、もう1枚の銅板を第2弾性体層に圧着し、第1放熱シートを介在させて2枚の銅板が接着された構造の、熱伝導率測定用試験片を得た。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。同様に、圧着工程後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。
(放射線照射工程)
実施例1と同様に作成した第1放熱シートの第1弾性体層および第2弾性体層に、500keVで500kGyの吸収線量で電子線を照射し、粘着性樹脂組成物の架橋を切断して第2放熱シートを得た。
第2放熱シートを用いて、実施例1と同様に膨潤工程および圧着工程を行って熱伝導率測定用試験片を得た。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、6.8W/m・Kであった。
(熱伝導性の評価)
銅板の表面に酢酸エチルを滴下し、実施例1と同様の第1放熱シートを用いて、第1弾性体層および第2弾性体層と銅板を圧着することで、各弾性体層を膨潤させた(膨潤、圧着工程)。この他は、実施例1と同様にして、熱伝導率測定用試験片を得た。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:5であった。同様に、圧着工程後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:5であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、5.6W/m・Kであった。
エチルアクリレート25部に代えて、n−ブチルアクリレート25部を用いた他は、実施例1と同様に樹脂溶液の調製工程、膨潤性樹脂組成物の調製工程、積層体形成工程および熱伝導性の評価を行った。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、5.7W/m・Kであった。
熱伝導性粒子として球状銅粒子200部に代えて、不定形酸化亜鉛粒子(最大粒子径:10μm)100部を用いた他は、実施例1と同様に樹脂溶液の調製工程、膨潤性樹脂組成物の調製工程、積層体形成工程および熱伝導性の評価を行った。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:93質量%)の比率は、質量比にて1:6であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、3.1W/m・Kであった。
実施例1と同様に作成した第1放熱シートの第1弾性体層および第2弾性体層に、Co60を線源として500kGyの吸収線量でガンマ線を照射し、粘着性樹脂組成物の架橋を切断して第2放熱シートを得た。熱伝導性の評価は、実施例2と同様の条件により行った。圧着工程後の第1弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第1弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。同様に、膨潤後の第2弾性体層に含まれる酢酸エチルと、第2弾性体層(不揮発分含量:96質量%)の比率は、質量比にて1:8であった。また、熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、6.6W/m・Kであった。
酢酸エチルを用いなかったことにより、膨潤工程を実施しなかった他は、実施例1と同様に樹脂溶液の調製工程、膨潤性樹脂組成物の調製工程、積層体形成工程および熱伝導性の評価を行った。熱伝導率測定用試験片の熱伝導率は、4.8W/m・Kであった。
実施例1〜6の放熱シートの熱伝導率は、比較例1と比べて高い結果となった。実施例1〜6では、第1弾性層および第2弾性層を有機溶剤の使用により膨潤させ、また、適宜、粘着性樹脂組成物の架橋を切断することにより弾性を向上させた結果、銅板と弾性層との間の気泡の混入を防止し、また、銅板表面の凹凸への弾性層の追従が十分であることにより、熱伝導の効率が向上したものと考えられる。
2 支持体層
3 第2弾性体層
4 積層体
10 放熱シート
20 金属板
20a 密着対象面
30 はんだ
40 パワー半導体
50 高発熱性部品
60 ヒートシンク
60a 密着対象面
100 積層体
Claims (6)
- 順に、
熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する第1弾性体層と、
熱伝導性を有する支持体層と、
熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する第2弾性体層と、
が積層する積層体を備え、
前記第1弾性体層および前記第2弾性体層のいずれかが前記有機溶剤を含み、
前記第1弾性体層および前記第2弾性体層における前記有機溶剤と前記樹脂組成物の比率は、それぞれ独立して質量比にて0:1〜1:8である、放熱シート。 - 前記第1弾性体層および前記第2弾性体層の厚さは、それぞれ独立して10μm〜20μmである、請求項1に記載の放熱シート。
- 順に、
熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する第1弾性体層と、
熱伝導性を有する支持体層と、
熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する第2弾性体層と、
が積層する積層体を備える放熱シートの、前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層を、前記有機溶剤により膨潤させる膨潤工程を含み、
前記膨潤工程において、前記有機溶剤と前記第1弾性体層の前記樹脂組成物の比率ならびに前記有機溶剤と前記第2弾性体層の前記樹脂組成物の比率は、それぞれ独立して質量比にて0:1〜1:1である、請求項1または請求項2に記載の放熱シートの製造方法。 - 前記膨潤工程の前に、前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層に放射線を照射する放射線照射工程を含む、請求項3に記載の放熱シートの製造方法。
- 前記放射線が電子線またはガンマ線である、請求項4に記載の放熱シートの製造方法。
- 順に、
熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する第1弾性体層と、
熱伝導性を有する支持体層と、
熱伝導性粒子を含有し、有機溶剤により膨潤する樹脂組成物を含み、粘着性を有する第2弾性体層と、
が積層する積層体を備える放熱シートの、前記第1弾性体層および/または前記第2弾性体層を、前記有機溶剤により膨潤させる膨潤工程と、
前記膨潤工程後の前記放熱シートを被着体に圧着する圧着工程と、を含み、
前記膨潤工程において、前記有機溶剤と前記第1弾性体層の前記樹脂組成物の比率ならびに前記有機溶剤と前記第2弾性体層の前記樹脂組成物の比率は、それぞれ独立して質量比にて0:1〜1:1である、放熱シートの使用方法。
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