JP2020019883A - Thermally conductive sheet - Google Patents

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明子 北川
Akiko Kitagawa
明子 北川
藤井 義徳
Yoshinori Fujii
義徳 藤井
幹春 朽木
Mikiharu Kuchiki
幹春 朽木
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Abstract

To provide a thermally conductive sheet capable of suppressing collapse in the thickness direction of a thermally conductive sheet even when used under high load and capable of maintaining high thermal conductivity.SOLUTION: There is provided a thermally conductive sheet 11 which comprises: a sheet body 12 containing a resin and a carbon material and having a plurality of hole parts 15 extending in the thickness direction of the thermally conductive sheet 11; and a plurality of reinforcement parts 21 filled with at least one of a metal and an inorganic oxide in the hole parts 15, wherein the sum of the average area of a cross section orthogonal to a thickness direction of the thermally conductive sheet 11 of each of the plurality of reinforcement parts 21 is less than 1% with respect to an area of one surface in the thickness direction of the thermally conductive sheet 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱伝導シートに関するものであり、特に、樹脂および炭素材料を含む熱伝導シートに関するものである。   The present invention relates to a heat conductive sheet, and more particularly, to a heat conductive sheet containing a resin and a carbon material.

近年、パワー半導体(IGBTモジュールなど)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, heat generation of electronic components such as power semiconductors (IGBT modules and the like) and integrated circuit (IC) chips has been increasing with higher performance. As a result, in electronic devices using electronic components, it is necessary to take measures against functional failure due to a rise in temperature of the electronic components.

ここで、一般に、温度上昇による機能障害対策としては、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、熱伝導性が高い熱伝導シート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。   Here, in general, as a measure against functional failure due to temperature rise, a method of promoting heat radiation by attaching a heat radiator such as a metal heat sink, a heat radiating plate, and a heat radiating fin to a heat generating element such as an electronic component is adopted. ing. When using a heat radiator, the heat radiator and the heat radiator are usually interposed with a heat conductive sheet having high thermal conductivity in order to efficiently transfer heat from the heat radiator to the heat radiator. We adhere.

そして例えば特許文献1および2には、樹脂と熱伝導性充填材とを含み、且つ、当該熱伝導性充填材を熱伝導シートの厚み方向に配向させてなる、被着体との密着性および熱伝導性に優れた熱伝導シートが開示されている。   Patent Documents 1 and 2, for example, include a resin and a heat conductive filler, and have the heat conductive filler oriented in the thickness direction of the heat conductive sheet. A heat conductive sheet having excellent heat conductivity is disclosed.

また、特許文献3には、マトリックス樹脂で構成される熱伝導シートの厚み方向に延在する貫通孔に熱伝導フィラーを充填することで、厚み方向の熱伝導性を高めた熱伝導シートが開示されている。   Patent Literature 3 discloses a heat conductive sheet in which a heat conductive filler is filled in a through hole extending in a thickness direction of a heat conductive sheet formed of a matrix resin, thereby increasing the heat conductivity in the thickness direction. Have been.

また、特許文献4には、接着性フィルムに貫通孔を作製し、得られた貫通孔に熱伝導ペーストを充填することで得られる、高い熱伝導性と接着力とを有する接着用熱伝導性フィルムが開示されている。なお、熱伝導ペーストが充填された貫通孔は、半導体チップとフレームの間を結び付ける熱伝導路として作用するものである。   Patent Literature 4 discloses a bonding heat conductive material having high heat conductivity and adhesive strength, which is obtained by forming a through hole in an adhesive film and filling the obtained through hole with a heat conductive paste. A film is disclosed. The through-hole filled with the heat conductive paste functions as a heat conductive path connecting the semiconductor chip and the frame.

特開2002−026202号公報JP 2002-026202 A 特開2010−254766号公報JP 2010-254766 A 特開平5−259671号公報JP-A-5-259671 特開2004−140170号公報JP-A-2004-140170

しかしながら、上記従来の熱伝導シートは、高荷重下で使用すると、熱伝導シートが潰れてしまい、その結果、熱伝導シートの熱伝導性が低下する問題があった。そのため、高荷重下で使用する場合でも、熱伝導シートの厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、高い熱伝導性を維持できる熱伝導シートが求められていた。   However, when the conventional heat conductive sheet is used under a high load, the heat conductive sheet is crushed, and as a result, there is a problem that the heat conductivity of the heat conductive sheet is reduced. Therefore, even when used under a high load, there has been a demand for a heat conductive sheet capable of suppressing collapse of the heat conductive sheet in the thickness direction and maintaining high heat conductivity.

そこで、本発明は、高荷重下で使用する場合でも、熱伝導シートの厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、高い熱伝導性を維持できる熱伝導シートの提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a heat conductive sheet that can suppress collapse in the thickness direction of the heat conductive sheet and maintain high heat conductivity even when used under a high load.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして本発明者らは、樹脂および炭素材料を含む熱伝導シートであって、前記樹脂および前記炭素材料を含み、且つ、前記熱伝導シートの厚み方向に延びる複数の孔部を備えたシート本体と、前記孔部に金属および無機酸化物の少なくとも一方が充填されてなる複数の補強部とを備え、前記複数の補強部それぞれの前記熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積の総和と、前記熱伝導シートの厚み方向一方の表面の面積とが特定の関係を有する熱伝導シートであれば、熱伝導シートの厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、高い熱伝導性を維持できることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object. And the present inventors are a heat conductive sheet including a resin and a carbon material, the sheet body including a plurality of holes including the resin and the carbon material, and extending in a thickness direction of the heat conductive sheet. A plurality of reinforcing portions filled with at least one of a metal and an inorganic oxide in the hole portion, and the sum of the average areas of the cross sections orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet of each of the plurality of reinforcing portions. It has been found that if the heat conductive sheet has a specific relationship with the area of one surface in the thickness direction of the heat conductive sheet, the collapse of the heat conductive sheet in the thickness direction can be suppressed, and high heat conductivity can be maintained. The present invention has been 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、樹脂および炭素材料を含む熱伝導シートであって、前記樹脂および前記炭素材料を含み、且つ、前記熱伝導シートの厚み方向に延びる複数の孔部を備えたシート本体と、前記孔部に金属および無機酸化物の少なくとも一方が充填されてなる複数の補強部とを備え、前記複数の補強部それぞれの前記熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積の総和が、前記熱伝導シートの厚み方向一方の表面の面積に対して1%未満であることを特徴とする。このように、シート本体の孔部に金属および無機酸化物の少なくとも一方が充填されてなる補強部を備え、且つ、複数の補強部それぞれの熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積の総和が、熱伝導シートの厚み方向一方の表面の面積に対して1%未満である熱伝導シートであれば、熱伝導シートの厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、高い熱伝導性を維持することができる。   That is, an object of the present invention is to advantageously solve the above-described problems, and a heat conductive sheet of the present invention is a heat conductive sheet including a resin and a carbon material, wherein the resin and the carbon material are used. Comprising a sheet body having a plurality of holes extending in the thickness direction of the heat conductive sheet, and a plurality of reinforcing portions filled with at least one of a metal and an inorganic oxide in the holes, The sum of the average areas of the cross sections orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet of each of the plurality of reinforcing portions is less than 1% with respect to the area of one surface in the thickness direction of the heat conductive sheet. As described above, the reinforcing member is formed by filling at least one of the metal and the inorganic oxide in the hole of the sheet main body, and the average area of the cross section orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet of each of the plurality of reinforcing members. If the total is less than 1% of the area of one surface in the thickness direction of the heat conductive sheet, collapse of the heat conductive sheet in the thickness direction can be suppressed, and high heat conductivity is maintained. be able to.

また、本発明の熱伝導シートは、前記熱伝導シートの厚み(T)に対する前記補強部の前記熱伝導シートの厚み方向の長さ(L)の割合[(L/T)×100]が50%以上であることが好ましい。熱伝導シートの厚み(T)に対する補強部の熱伝導シートの厚み方向の長さ(L)の割合が50%以上であれば、熱伝導シートの厚み方向の潰れを更に抑制することができる。   Further, in the heat conductive sheet of the present invention, the ratio [(L / T) × 100] of the length (L) of the reinforcing portion in the thickness direction of the heat conductive sheet to the thickness (T) of the heat conductive sheet is 50. % Is preferable. When the ratio of the length (L) of the reinforcing portion in the thickness direction of the heat conductive sheet to the thickness (T) of the heat conductive sheet is 50% or more, the collapse of the heat conductive sheet in the thickness direction can be further suppressed.

そして、本発明の熱伝導シートは、1.5MPa加圧下での前記熱伝導シートの熱伝導率が2.5W/mK以上であることが好ましい。1.5MPa加圧下での熱伝導シートの熱伝導率が2.5W/mK以上であれば、高荷重下でも好適に使用され得る熱伝導シートとすることができる。
なお、本発明において、「熱伝導率」は、本明細書の実施例に記載の方法で測定することができる。
Further, in the heat conductive sheet of the present invention, the heat conductivity of the heat conductive sheet under a pressure of 1.5 MPa is preferably 2.5 W / mK or more. If the thermal conductivity of the heat conductive sheet under a pressure of 1.5 MPa is 2.5 W / mK or more, the heat conductive sheet can be suitably used even under a high load.
In the present invention, “thermal conductivity” can be measured by the method described in the examples of the present specification.

更に、本発明の熱伝導シートにおいて、前記補強部は、前記熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の長径が0.1mm以上2mm以下であることが好ましい。補強部の熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の長径が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの厚み方向の潰れを好適に抑制することができる。また。補強部の熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の長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好適に維持することができる。   Further, in the heat conductive sheet of the present invention, it is preferable that the reinforcing portion has a major axis of a cross section orthogonal to a thickness direction of the heat conductive sheet of 0.1 mm or more and 2 mm or less. When the major axis of the cross section of the reinforcing portion orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet is equal to or larger than the lower limit, the collapse of the heat conductive sheet in the thickness direction can be suitably suppressed. Also. When the major axis of the cross section of the reinforcing portion perpendicular to the thickness direction of the heat conductive sheet is equal to or less than the upper limit, the thermal conductivity of the heat conductive sheet can be suitably maintained.

また、本発明の熱伝導シートにおいて、前記補強部の配設密度が1個/cm以上であることが好ましい。補強部の配設密度が1個/cm以上であれば、熱伝導シートの厚み方向の潰れをより良好に抑制することができる。 Further, in the heat conductive sheet of the present invention, it is preferable that the arrangement density of the reinforcing portions is 1 piece / cm 2 or more. When the arrangement density of the reinforcing portions is 1 piece / cm 2 or more, the collapse of the heat conductive sheet in the thickness direction can be more favorably suppressed.

そして、本発明の熱伝導シートは、前記シート本体中の前記炭素材料の含有割合が15質量%以上80質量%以下であることが好ましい。シート本体中の炭素材料の含有割合が上記下限値以上であれば、シート本体中で炭素材料がより良好に配向し、炭素材料同士が接触して良好な伝導パスを形成する。その結果、熱伝導シートにより高い熱伝導性を発揮させることができる。また、炭素材料の含有割合が上記上限値以下であれば、シート本体に柔軟性を付与することができる。   And in the heat conductive sheet of the present invention, the content ratio of the carbon material in the sheet main body is preferably 15% by mass or more and 80% by mass or less. When the content ratio of the carbon material in the sheet body is equal to or more than the above lower limit, the carbon material is more favorably oriented in the sheet body, and the carbon materials contact each other to form a good conduction path. As a result, high thermal conductivity can be exhibited by the thermal conductive sheet. When the content ratio of the carbon material is equal to or less than the upper limit, flexibility can be imparted to the sheet body.

本発明によれば、高荷重下で使用する場合でも、熱伝導シートの厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、高い熱伝導性を維持できる熱伝導シートを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when it uses under a heavy load, the heat conductive sheet which can suppress the crush of the heat conductive sheet in the thickness direction and can maintain high heat conductivity can be provided.

本発明の一実施形態に係る熱伝導シートを概略的に示す斜視図である。It is a perspective view showing roughly the heat conductive sheet concerning one embodiment of the present invention. 図1に示す熱伝導シートの正面図である。It is a front view of the heat conductive sheet shown in FIG. 図2中、Aで示す部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part shown by A in FIG. 図3のB−B線に沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3. 図1に示す熱伝導シートの平面図である。It is a top view of the heat conductive sheet shown in FIG. 図5中、Cで示す部分のD−D線に沿う拡大断面図である。It is an expanded sectional view which follows the DD line of the part shown by C in FIG. 図1に示す熱伝導シートの使用態様の一例を概略的に示す正面図である。FIG. 2 is a front view schematically showing an example of a usage mode of the heat conductive sheet shown in FIG. 1. 本発明の熱伝導シートにおける補強部の変形例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the reinforcement part in the heat conductive sheet of this invention schematically.

本発明の熱伝導シートは、樹脂および炭素材料を含む熱伝導シートである。そして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。   The heat conductive sheet of the present invention is a heat conductive sheet containing a resin and a carbon material. The heat conductive sheet of the present invention can be used, for example, sandwiched between the heat generator and the heat radiator when the heat radiator is attached to the heat generator.

(熱伝導シート)
ここで、本発明の一実施形態に係る熱伝導シートについて説明する。
図1に斜視図を示す熱伝導シート11は、樹脂および炭素材料を含むシート本体12を備えている。そして、シート本体12は、熱伝導シート11の厚み方向を貫通する複数の孔部15を備えている。また、熱伝導シート11は、孔部15に金属および無機酸化物の少なくとも一方が充填されてなる複数の補強部21を備えている。
(Heat conductive sheet)
Here, the heat conductive sheet according to one embodiment of the present invention will be described.
The heat conductive sheet 11 whose perspective view is shown in FIG. 1 includes a sheet body 12 containing a resin and a carbon material. And the sheet main body 12 is provided with a plurality of holes 15 penetrating in the thickness direction of the heat conductive sheet 11. The heat conductive sheet 11 includes a plurality of reinforcing portions 21 in which the holes 15 are filled with at least one of a metal and an inorganic oxide.

そして、図2に正面図を示し、図3に、図2中、Aで示す部分の拡大図を示し、図4に、図3のB−B線に沿う断面図を示す熱伝導シート11において、複数の補強部21それぞれの熱伝導シート11の厚み方向に直交する断面の平均面積の総和をS(S=S+S・・・+S)、熱伝導シート11の厚み方向一方の表面の面積をSとすると、複数の補強部21それぞれの熱伝導シート11の厚み方向に直交する断面の平均面積の総和Sは、熱伝導シート11の厚み方向一方の表面の面積Sに対して1%未満、即ち、(S/S)×100<1(%)であり、好ましくは、0.9%未満である。複数の補強部21それぞれの熱伝導シート11の厚み方向に直交する断面の平均面積の総和Sが、熱伝導シート11の厚み方向一方の表面の面積Sに対して1%未満であれば、高荷重下で使用する場合でも、熱伝導シート11の厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、高い熱伝導性を維持できる熱伝導シート11とすることができる。 FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is an enlarged view of a portion indicated by A in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. S (S = S 1 + S 2 ... + S n ), the sum of the average areas of the cross sections orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet 11 of each of the plurality of reinforcing portions 21, and one surface in the thickness direction of the heat conductive sheet 11. When the area to S M, the sum S of the average area of the cross section perpendicular to the thickness direction of the plurality of reinforcing portions 21 each of the heat conducting sheet 11, with respect to the area S M in the thickness direction one surface of the heat conduction sheet 11 Less than 1%, that is, (S / S M ) × 100 <1 (%), and preferably less than 0.9%. If the sum S of the average areas of the cross sections orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet 11 of each of the plurality of reinforcing portions 21 is less than 1% with respect to the area SM of one surface in the thickness direction of the heat conductive sheet 11, Even when used under a high load, the heat conductive sheet 11 can be suppressed from crushing in the thickness direction of the heat conductive sheet 11 and can maintain high heat conductivity.

<シート本体>
ここで、シート本体12について詳細に説明する。図5に平面図を示し、図6に、図5中、Cで示す部分のD−D線に沿う拡大断面図を示す熱伝導シート11において、シート本体12は、両主面間に亘って厚み方向に延在する複数の孔部15を有するシート形状に形成されている。そして、シート本体12は、樹脂と炭素材料とを含み、任意に添加剤を更に含む材料よりなる。
<Seat body>
Here, the seat body 12 will be described in detail. FIG. 5 is a plan view, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line D-D of a portion indicated by C in FIG. It is formed in a sheet shape having a plurality of holes 15 extending in the thickness direction. The sheet body 12 is made of a material containing a resin and a carbon material, and optionally further containing an additive.

[樹脂]
ここで、シート本体12に含まれる樹脂としては、特に限定されることなく、従来の熱伝導シートに使用され得る既知の樹脂、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。
[resin]
Here, the resin included in the sheet body 12 is not particularly limited, and a known resin that can be used for a conventional heat conductive sheet, for example, a thermoplastic resin can be used.

〔熱可塑性樹脂〕
そして、熱可塑性樹脂としては、常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂などが挙げられる。中でも、熱可塑性樹脂として、少なくとも常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂および/または常温常圧下で固体の熱可塑性シリコーン樹脂を用いることがより好ましく、少なくとも常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂を用いることが更に好ましい。常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂を用いれば、高温環境下において、熱伝導シート11の可撓性をより向上させ、熱伝導シートと発熱体および放熱体とをより良好に密着させることができる、また、常温環境下において、熱伝導シート11のハンドリング性を高めることができる。また、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂および常温常圧下で固体の熱可塑性シリコーン樹脂を用いれば、上記効果に加え、熱伝導シート11の耐熱性、耐油性、および耐薬品性をより向上させることができる。
なお、本明細書において、「常温」とは25℃を指し、「常圧」とは、1atmを指す。
〔Thermoplastic resin〕
Examples of the thermoplastic resin include a thermoplastic resin which is solid at normal temperature and normal pressure, and a thermoplastic resin which is liquid at normal temperature and normal pressure. Above all, as the thermoplastic resin, it is preferable to use at least a solid thermoplastic resin at normal temperature and normal pressure, and it is preferable to use a solid thermoplastic fluororesin at normal temperature and normal pressure and / or a solid thermoplastic silicone resin at normal temperature and normal pressure. It is more preferable to use a thermoplastic fluororesin which is solid at least under normal temperature and normal pressure. If a solid thermoplastic resin is used at normal temperature and normal pressure, the flexibility of the heat conductive sheet 11 can be further improved in a high temperature environment, and the heat conductive sheet and the heat generating body and the heat radiating body can be more closely adhered. In addition, the handleability of the heat conductive sheet 11 can be improved in a normal temperature environment. Further, if a solid thermoplastic fluororesin at normal temperature and normal pressure and a solid thermoplastic silicone resin at normal temperature and normal pressure are used, in addition to the above effects, the heat resistance, oil resistance, and chemical resistance of the heat conductive sheet 11 are further improved. Can be done.
In this specification, “normal temperature” refers to 25 ° C., and “normal pressure” refers to 1 atm.

〔〔常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂〕〕
ここで、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;シリコーン樹脂;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−ブタジエン共重合体(ニトリルゴム);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。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。
([Solid thermoplastic resin under normal temperature and normal pressure])
Here, examples of the thermoplastic resin which is solid at normal temperature and pressure include poly (2-ethylhexyl acrylate), a copolymer of acrylic acid and 2-ethylhexyl acrylate, polymethacrylic acid or an ester thereof, and polyacrylic acid. Or an acrylic resin such as an ester thereof; silicone resin; fluororesin; polyethylene; polypropylene; ethylene-propylene copolymer; polymethylpentene; polyvinyl chloride; polyvinylidene chloride; polyvinyl acetate; ethylene-vinyl acetate copolymer; Alcohol; polyacetal; polyethylene terephthalate; polybutylene terephthalate; polyethylene naphthalate; polystyrene; polyacrylonitrile; styrene-acrylonitrile copolymer; acrylonitrile-butadiene copolymer (nitrilego). Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin); styrene-butadiene block copolymer or hydrogenated product thereof; styrene-isoprene block copolymer or hydrogenated product thereof; polyphenylene ether; modified polyphenylene ether; Polyamides; Aromatic polyamides; Polyamide imide; Polycarbonate; Polyphenylene sulfide; Polysulfone; Polyethersulfone; Polyethernitrile; Polyetherketone; Polyketone; Polyurethane; Liquid crystal polymer; These may be used alone or in combination of two or more.

更に、樹脂として、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂および常温常圧下で固体の熱可塑性シリコーン樹脂の少なくとも一方を用いることが好ましく、少なくとも常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂を用いることがより好ましく、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂および常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂を併用することが更に好ましい。常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂および常温常圧下で固体の熱可塑性シリコーン樹脂の少なくとも一方を用いれば、高温環境下において、熱伝導シート11の可撓性をより向上させて熱伝導シート11と発熱体および放熱体とをより良好に密着させることができる。また、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂および常温常圧下で固体の熱可塑性シリコーン樹脂の少なくとも一方を用いれば、常温環境下において、熱伝導シート11のハンドリング性を高めることができる。   Further, as the resin, it is preferable to use at least one of a solid thermoplastic fluororesin at normal temperature and normal pressure and a solid thermoplastic silicone resin at normal temperature and normal pressure, and it is preferable to use a solid thermoplastic fluororesin at least at normal temperature and normal pressure It is more preferable to use a solid thermoplastic fluororesin at room temperature and pressure and a liquid thermoplastic fluororesin at room temperature and pressure. If at least one of a solid thermoplastic fluororesin at normal temperature and normal pressure and a solid thermoplastic silicone resin at normal temperature and normal pressure is used, the flexibility of the heat conductive sheet 11 can be further improved in a high temperature environment, And the heat generating body and the heat radiating body can be brought into better contact with each other. In addition, when at least one of a thermoplastic fluororesin solid at normal temperature and normal pressure and a thermoplastic silicone resin solid at normal temperature and normal pressure is used, the handleability of the heat conductive sheet 11 can be improved in a normal temperature environment.

〔〔常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂〕〕
常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン系フッ素樹脂、テトラフルオロエチレン−プロピレン系フッ素樹脂、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系フッ素樹脂等、フッ素含有モノマーを重合して得られるエラストマーなどが挙げられる。より具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレン−クロロフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソール共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレンのアクリル変性物、ポリテトラフルオロエチレンのエステル変性物、ポリテトラフルオロエチレンのエポキシ変性物およびポリテトラフルオロエチレンのシラン変性物等が挙げられる。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。
これらの中でも、加工性の観点から、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体が好ましい。
なお、本発明において、ゴムおよびエラストマーは、「樹脂」に含まれるものとする。
[(Thermoplastic fluororesin solid at normal temperature and normal pressure)]
As a solid thermoplastic fluororesin at normal temperature and pressure, for example, vinylidene fluoride-based fluororesin, tetrafluoroethylene-propylene-based fluororesin, tetrafluoroethylene-purplefluorovinylether-based fluororesin, or the like, by polymerizing a fluorine-containing monomer. And the resulting elastomers. More specifically, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride Ride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, ethylene-chlorofluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluorodioxole copolymer Coalesce, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene-propylene copolymer, acrylic modified polytetrafluoroethylene, ester modified polytetrafluoroethylene Epoxy-modified product of polytetrafluoroethylene and polytetrafluoroethylene silane modified product, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is preferred from the viewpoint of processability.
In the present invention, rubber and elastomer are included in “resin”.

〔〔常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂〕〕
常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロペンテン−テトラフルオロエチレン3元共重合体、パーフルオロプロペンオキサイド重合体、テトラフルオロエチレン−プロピレン−フッ化ビニリデン共重合体などが挙げられる。
([Thermoplastic fluororesin liquid at normal temperature and pressure])
Examples of the thermoplastic fluororesin liquid at normal temperature and pressure include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and vinylidene fluoride-hexafluoropentene-tetrafluoroethylene ternary polymer. Copolymers, perfluoropropene oxide polymers, tetrafluoroethylene-propylene-vinylidene fluoride copolymers and the like can be mentioned.

ここで、常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂の粘度は、特に制限されないが、流動性、混練性、成形性の観点からは、温度105℃において、500cP以上30000cP以下であることが好ましく、550cP以上25000cP以下であることがより好ましい。   Here, the viscosity of the liquid thermoplastic fluororesin at normal temperature and normal pressure is not particularly limited, but from the viewpoint of fluidity, kneadability, and moldability, at a temperature of 105 ° C., preferably 500 cP or more and 30000 cP or less, More preferably, it is 550 cP or more and 25000 cP or less.

〔〔配合量比〕〕
なお、樹脂として常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂および常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂を併用する場合の質量換算での配合比は、特に限定されることなく、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂:常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂を40:60〜70:30とすることができる。
[[Blending ratio]]
In addition, the mixing ratio in terms of mass when the thermoplastic fluororesin solid at room temperature and normal pressure and the thermoplastic fluororesin liquid at normal temperature and normal pressure are not particularly limited, and the resin is solid at normal temperature and normal pressure. Thermoplastic fluororesin: The thermoplastic fluororesin liquid at normal temperature and pressure can be adjusted to 40:60 to 70:30.

[炭素材料]
また、シート本体12に含まれる炭素材料としては、特に限定されることなく、既知の炭素材料を用いることができる。具体的には、炭素材料としては、粒子状炭素材料、繊維状炭素材料などを用いることができる。なお、粒子状炭素材料および繊維状炭素材料は、何れか一方を単独で使用してもよいし、両方を併用してもよいが、熱伝導シート11の熱伝導性を容易に高める観点からは、少なくとも粒子状炭素材料を使用することが好ましい。つまり、炭素材料が少なくとも粒子状炭素材料を含有することが好ましい。また、熱伝導シート11の熱伝導性をより高めつつ、熱伝導シート11から粒子状炭素材料が粉落ちすることを防止する観点からは、粒子状炭素材料および繊維状炭素材料を併用することがより好ましい。つまり、炭素材料が粒子状炭素材料に加え繊維状炭素材料を更に含有することがより好ましい。
[Carbon material]
The carbon material contained in the sheet body 12 is not particularly limited, and a known carbon material can be used. Specifically, as the carbon material, a particulate carbon material, a fibrous carbon material, or the like can be used. In addition, any one of the particulate carbon material and the fibrous carbon material may be used alone or both may be used, but from the viewpoint of easily increasing the thermal conductivity of the heat conductive sheet 11, It is preferable to use at least a particulate carbon material. That is, the carbon material preferably contains at least a particulate carbon material. In addition, from the viewpoint of preventing the particulate carbon material from falling off the thermal conductive sheet 11 while further improving the thermal conductivity of the thermal conductive sheet 11, it is preferable to use the particulate carbon material and the fibrous carbon material together. More preferred. That is, it is more preferable that the carbon material further contains a fibrous carbon material in addition to the particulate carbon material.

〔繊維状炭素材料〕
ここで、繊維状炭素材料としては、特に限定されることなく、例えば、カーボンナノチューブ、気相成長炭素繊維、有機繊維を炭化して得られる炭素繊維、およびそれらの切断物などを用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
そして、シート本体12に繊維状炭素材料を含有させれば、熱伝導シート11の熱伝導性を更に向上させることができると共に、粒子状炭素材料と併用した際に粒子状炭素材料の粉落ちをより防止することもできる。なお、繊維状炭素材料を配合することで粒子状炭素材料の粉落ちを防止することができる理由は、明らかではないが、繊維状炭素材料が三次元網目構造を形成することにより、熱伝導性や強度を高めつつ粒子状炭素材料の脱離を防止しているためであると推察される。
(Fibrous carbon material)
Here, the fibrous carbon material is not particularly limited, and for example, carbon nanotubes, vapor-grown carbon fibers, carbon fibers obtained by carbonizing organic fibers, and cut products thereof can be used. . These may be used alone or in combination of two or more.
When the sheet body 12 contains the fibrous carbon material, the thermal conductivity of the heat conductive sheet 11 can be further improved, and when the fibrous carbon material is used together with the particulate carbon material, the powder of the particulate carbon material can be reduced. It can also be prevented more. It is not clear why the fibrous carbon material can prevent the powdered carbon material from falling off, but the fibrous carbon material forms a three-dimensional network structure, and thus has a thermal conductivity. It is presumed that this is because desorption of the particulate carbon material is prevented while increasing the strength.

上述した中でも、繊維状炭素材料としては、カーボンナノチューブなどの繊維状炭素ナノ構造体を用いることが好ましく、カーボンナノチューブを含む繊維状炭素ナノ構造体を用いることがより好ましい。カーボンナノチューブなどの繊維状炭素ナノ構造体を使用すれば、本発明の熱伝導シート11の熱伝導性および強度を更に向上させることができる。   Among the above, a fibrous carbon nanostructure such as a carbon nanotube is preferably used as the fibrous carbon material, and a fibrous carbon nanostructure containing a carbon nanotube is more preferably used. If a fibrous carbon nanostructure such as a carbon nanotube is used, the heat conductivity and strength of the heat conductive sheet 11 of the present invention can be further improved.

〔〔カーボンナノチューブを含む繊維状炭素ナノ構造体〕〕
ここで、繊維状炭素材料として好適に使用し得る、カーボンナノチューブを含む繊維状炭素ナノ構造体は、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」と称することがある。)のみからなるものであってもよいし、CNTと、CNT以外の繊維状炭素ナノ構造体との混合物であってもよい。
なお、繊維状炭素ナノ構造体中のCNTとしては、特に限定されることなく、単層カーボンナノチューブおよび/または多層カーボンナノチューブを用いることができるが、CNTは、単層から5層までのカーボンナノチューブであることが好ましく、単層カーボンナノチューブであることがより好ましい。単層カーボンナノチューブを使用すれば、多層カーボンナノチューブを使用した場合と比較し、熱伝導シート11の熱伝導性および強度を更に向上させることができる。
([Fibrous carbon nanostructure containing carbon nanotubes])
Here, the fibrous carbon nanostructure containing carbon nanotubes, which can be suitably used as the fibrous carbon material, may be composed of only carbon nanotubes (hereinafter, sometimes referred to as “CNT”). Alternatively, a mixture of CNT and a fibrous carbon nanostructure other than CNT may be used.
The CNTs in the fibrous carbon nanostructure are not particularly limited, and single-walled carbon nanotubes and / or multi-walled carbon nanotubes can be used. And more preferably a single-walled carbon nanotube. When the single-walled carbon nanotube is used, the thermal conductivity and the strength of the heat conductive sheet 11 can be further improved as compared with the case where the multi-walled carbon nanotube is used.

CNTを含む繊維状炭素ナノ構造体は、例えば、カーボンナノチューブ製造用の触媒層を表面に有する基材上に、原料化合物およびキャリアガスを供給して、化学的気相成長法(CVD法)によりCNTを合成する際に、系内に微量の酸化剤(触媒賦活物質)を存在させることで、触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法(スーパーグロース法;国際公開第2006/011655号参照)に準じて、効率的に製造することができる。なお、以下では、スーパーグロース法により得られるカーボンナノチューブを「SGCNT」と称することがある。   For example, a fibrous carbon nanostructure containing CNT is prepared by supplying a raw material compound and a carrier gas onto a base material having a catalyst layer for producing carbon nanotubes on the surface thereof, and performing chemical vapor deposition (CVD). In synthesizing CNTs, a method of dramatically improving the catalytic activity of a catalyst layer by the presence of a trace amount of an oxidizing agent (catalytic activator) in the system (super growth method; WO 2006/011655) ) Can be efficiently produced. Hereinafter, the carbon nanotube obtained by the super growth method may be referred to as “SGCNT”.

ここで、スーパーグロース法により製造したCNTを含む繊維状炭素ナノ構造体は、SGCNTのみから構成されていてもよいし、SGCNTに加え、例えば、非円筒形状の炭素ナノ構造体等の他の炭素ナノ構造体が含まれていてもよい。   Here, the fibrous carbon nanostructure containing CNTs manufactured by the super growth method may be composed of only SGCNT, or may be other carbon such as a non-cylindrical carbon nanostructure in addition to SGCNT. Nanostructures may be included.

[[繊維状炭素材料の性状]]
そして、上述した繊維状炭素材料の平均繊維径は、1nm以上であることが好ましく、3nm以上であることがより好ましく、2μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましい。繊維状炭素材料の平均繊維径が上記範囲内であれば、熱伝導シート11の熱伝導性、硬度および強度を十分に高いレベルで並立させることができる。
[[Properties of fibrous carbon material]]
The average fiber diameter of the above-mentioned fibrous carbon material is preferably 1 nm or more, more preferably 3 nm or more, preferably 2 μm or less, and more preferably 1 μm or less. If the average fiber diameter of the fibrous carbon material is within the above range, the heat conductivity, hardness and strength of the heat conductive sheet 11 can be made to be sufficiently high at the same time.

なお、本発明において、「平均繊維径」は、熱伝導シート11の厚み方向における断面をSEM(走査型電子顕微鏡)又はTEM(透過型電子顕微鏡)で観察し、任意の50個の繊維状炭素材料について繊維径を測定し、測定した繊維径の個数平均値を算出することにより求めることができる。特に、繊維径が小さい場合は、同様の断面をTEM(透過型電子顕微鏡)にて観察することが好適である。   In the present invention, the “average fiber diameter” is obtained by observing a cross section in the thickness direction of the heat conductive sheet 11 with a SEM (scanning electron microscope) or a TEM (transmission electron microscope), and selecting any fifty fibrous carbon. It can be obtained by measuring the fiber diameter of the material and calculating the number average value of the measured fiber diameters. In particular, when the fiber diameter is small, it is preferable to observe the same cross section with a TEM (transmission electron microscope).

[[繊維状炭素材料の含有割合]]
そして、炭素材料中の繊維状炭素材料の含有割合は、0.001質量%以上であることが好ましく、100質量%未満であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、0.5質量%以下であることが一層好ましい。炭素材料中の繊維状炭素材料の含有割合が上記下限以上であれば、熱伝導シート11の熱伝導性および強度を十分に向上させることができると共に、粒子状炭素材料と併用した際に粒子状炭素材料の粉落ちを十分に防止することができる。また、繊維状炭素材料の含有割合が上記上限以下であれば、繊維状炭素材料の配合により熱伝導シート11の硬度が過度に上昇する(即ち、柔軟性が過度に低下する)のを抑制することができる。
[[Content ratio of fibrous carbon material]]
The content ratio of the fibrous carbon material in the carbon material is preferably 0.001% by mass or more, preferably less than 100% by mass, more preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less. %, More preferably 0.5% by mass or less. When the content ratio of the fibrous carbon material in the carbon material is equal to or more than the above lower limit, the thermal conductivity and strength of the heat conductive sheet 11 can be sufficiently improved, and when used together with the particulate carbon material, Powdering of the carbon material can be sufficiently prevented. When the content ratio of the fibrous carbon material is equal to or less than the upper limit, the hardness of the heat conductive sheet 11 is prevented from being excessively increased (that is, the flexibility is excessively decreased) due to the compounding of the fibrous carbon material. be able to.

〔粒子状炭素材料〕
そして、上述した粒子状炭素材料は、特に限定されることなく、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、薄片化黒鉛、酸処理黒鉛、膨張性黒鉛、膨張化黒鉛などの黒鉛;カーボンブラック;などを用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
中でも、粒子状炭素材料としては、膨張化黒鉛を用いることが好ましい。膨張化黒鉛を使用すれば、熱伝導シート11の熱伝導性をより向上させることができる。
(Particulate carbon material)
The above-mentioned particulate carbon material is not particularly limited, and examples thereof include graphite such as natural graphite, artificial graphite, flaky graphite, exfoliated graphite, acid-treated graphite, expandable graphite, and expanded graphite; carbon black. ; Etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
Above all, it is preferable to use expanded graphite as the particulate carbon material. If expanded graphite is used, the thermal conductivity of the heat conductive sheet 11 can be further improved.

[[膨張化黒鉛]]
ここで、粒子状炭素材料として好適に使用し得る膨張化黒鉛は、例えば、鱗片状黒鉛などの黒鉛を硫酸などで化学処理して得た膨張性黒鉛を、熱処理して膨張させた後、微細化することにより得ることができる。
[[Expanded graphite]]
Here, expanded graphite that can be suitably used as the particulate carbon material is, for example, expandable graphite obtained by chemically treating graphite such as flaky graphite with sulfuric acid, etc. Can be obtained.

[[粒子状炭素材料の粒子径]]
また、粒子状炭素材料の粒子径は、体積平均粒子径で20μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、300μm以下であることが好ましい。粒子状炭素材料の粒子径が上記下限以上であれば、シート本体12中で粒子状炭素材料が所望の方向に配向して良好な伝熱パスを形成し易い。従って、熱伝導シート11のバルク熱抵抗をより低め、より高い熱伝導性を発揮させることができる。また、粒子状炭素材料の粒子径が上記上限以下であれば、シート本体12の表面をより平滑にし、発熱体と接した際の発熱体からシート本体12への伝熱をより良好にすることができる。
なお、本発明において「体積平均粒子径」は、JIS Z8825に準拠して測定することができ、レーザー回折法で測定された粒度分布(体積基準)において、小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径を表す。
[[Particle size of particulate carbon material]]
Further, the particle diameter of the particulate carbon material is preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and preferably 300 μm or less in terms of volume average particle diameter. When the particle diameter of the particulate carbon material is equal to or larger than the lower limit, the particulate carbon material is easily oriented in a desired direction in the sheet body 12 and a good heat transfer path is easily formed. Therefore, the bulk thermal resistance of the heat conductive sheet 11 can be further reduced, and higher thermal conductivity can be exhibited. Further, if the particle diameter of the particulate carbon material is equal to or less than the upper limit, the surface of the sheet body 12 is made smoother, and the heat transfer from the heating element to the sheet body 12 when in contact with the heating element is improved. Can be.
In the present invention, the “volume average particle size” can be measured according to JIS Z8825, and the cumulative volume calculated from the smaller diameter side is 50% in the particle size distribution (volume basis) measured by a laser diffraction method. Represents the particle size.

[[粒子状炭素材料の含有割合]]
そして、炭素材料中の粒子状炭素材料の含有割合は、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、99.5質量%以上であることが一層好ましく、100質量%以下とすることができ、99.9質量%以下であることが好ましい。炭素材料中の粒子状炭素材料の含有割合が上記下限以上であれば、シート本体12中で粒子状炭素材料がより良好に配向し、粒子状炭素材料同士が接触して良好な伝熱パスを形成する。その結果、熱伝導シート11により高い熱伝導性を発揮させることができる。また、粒子状炭素材料の含有割合が99.9質量%以下であれば、シート本体12からの粒子状炭素材料の粉落ちを防止し得る。
[[Content ratio of particulate carbon material]]
The content ratio of the particulate carbon material in the carbon material is more preferably 80% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and still more preferably 99.5% by mass or more. It can be 100% by mass or less, and preferably 99.9% by mass or less. When the content ratio of the particulate carbon material in the carbon material is equal to or more than the lower limit, the particulate carbon material is more favorably oriented in the sheet body 12, and the particulate carbon materials come into contact with each other to form a good heat transfer path. Form. As a result, the heat conductive sheet 11 can exhibit high thermal conductivity. Further, when the content ratio of the particulate carbon material is 99.9% by mass or less, powder of the particulate carbon material from the sheet body 12 can be prevented from falling off.

[炭素材料の含有割合]
そして、シート本体12中の炭素材料の含有割合は、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましい。シート本体12中の炭素材料の含有割合が上記下限値以上であれば、シート本体12中で炭素材料がより良好に配向し、炭素材料同士が接触して良好な伝導パスを形成する。その結果、シート本体12により高い熱伝導性を発揮させることができる。また、炭素材料の含有割合が上記上限以下であれば、シート本体12に柔軟性を付与することで硬度をより容易に調整できる。
[Content ratio of carbon material]
The content ratio of the carbon material in the sheet body 12 is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, preferably 80% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less. More preferably, there is. When the content ratio of the carbon material in the sheet body 12 is equal to or more than the lower limit value, the carbon materials are more favorably oriented in the sheet body 12, and the carbon materials contact each other to form a good conduction path. As a result, the sheet body 12 can exhibit higher thermal conductivity. When the content ratio of the carbon material is equal to or less than the upper limit, the hardness can be more easily adjusted by imparting flexibility to the sheet body 12.

<添加剤>
本発明のシート本体12には、必要に応じて、シート本体12の形成に使用され得る既知の添加剤を更に配合することができる。そして、シート本体12に配合し得る添加剤としては、特に限定されることなく、例えば、セバシン酸エステルといった脂肪酸エステルなどの可塑剤;赤リン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤などの難燃剤;ウレタンアクリレートなどの靭性改良剤;酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどの吸湿剤;シランカップリング剤、チタンカップリング剤、酸無水物などの接着力向上剤;ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などの濡れ性向上剤;無機イオン交換体などのイオントラップ剤;等が挙げられる。
<Additives>
If necessary, the sheet body 12 of the present invention may further contain known additives that can be used for forming the sheet body 12. The additive that can be blended in the sheet body 12 is not particularly limited, and is, for example, a plasticizer such as a fatty acid ester such as sebacate; a flame retardant such as a red phosphorus-based flame retardant and a phosphate ester-based flame retardant. A toughness improving agent such as urethane acrylate; a hygroscopic agent such as calcium oxide and magnesium oxide; an adhesion improving agent such as a silane coupling agent, a titanium coupling agent and an acid anhydride; a nonionic surfactant and a fluorine surfactant And an ion trapping agent such as an inorganic ion exchanger.

<補強部>
続いて、補強部21について詳細に説明する。補強部21は、シート本体12の孔部15に金属無機酸化物の少なくとも一方が充填されてなるものである。そして、補強部21は、図3および図4に示すように、熱伝導シート11の厚み方向に直交する断面が円形である円柱形状であり、熱伝導シート11の両主面間に亘って延在している。
<Reinforcing part>
Subsequently, the reinforcing portion 21 will be described in detail. The reinforcing portion 21 is formed by filling the hole portion 15 of the sheet body 12 with at least one of a metal inorganic oxide. As shown in FIGS. 3 and 4, the reinforcing portion 21 has a columnar shape having a circular cross section orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet 11, and extends between both main surfaces of the heat conductive sheet 11. Are there.

[金属]
ここで、上記金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等が挙げられ、中でも、熱伝導率が高いことから、銀が好ましい。金属としては、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
[metal]
Here, examples of the metal include gold, silver, copper, aluminum, nickel, and the like. Among them, silver is preferable because of its high thermal conductivity. As the metal, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination at an arbitrary ratio.

そして、金属の硬度のモース硬度は、特に限定されないが、2以上であることが好ましく、3以上であることが好ましく、7以下であることが好ましく、5以下であることが好ましい。金属のモース硬度が上記下限値以上であれば、高荷重下における熱伝導シート12の厚み方向の潰れを良好に抑制することができる。また、金属のモース硬度が上記上限値以下であれば、熱伝導シート11を後述する発熱体と放熱体との間に挟んで使用した際に、発熱体や放熱体の表面の損傷を更に防止することができる。   The Mohs hardness of the metal is not particularly limited, but is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, preferably 7 or less, and more preferably 5 or less. When the Mohs' hardness of the metal is equal to or more than the above lower limit, the collapse of the heat conductive sheet 12 in the thickness direction under a high load can be satisfactorily suppressed. If the Mohs hardness of the metal is equal to or less than the above upper limit, when the heat conductive sheet 11 is used between a heat generator and a heat radiator described later, damage to the surface of the heat generator and the heat radiator is further prevented. can do.

[無機酸化物]
また、上記無機酸化物としては、特に限定されず、例えば、ガラス(SiO)、ガラス前駆体等が挙げられる。無機酸化物としては、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
そして、無機酸化物としてのガラスおよび/またはガラス前駆体は、通常、ガラスおよび/またはガラス前駆体を含む液状組成物を用いて形成する。
[Inorganic oxide]
Further, examples of the inorganic oxide is not particularly limited, for example, glass (SiO 2), glass precursors, and the like. As the inorganic oxide, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio.
And glass and / or a glass precursor as an inorganic oxide are usually formed using a liquid composition containing glass and / or a glass precursor.

ここで、ガラスおよび/またはガラス前駆体を含む液状組成物としては、温度25℃、圧力(絶対圧)1atmの条件下で液状であり、固化させてガラス層を形成することが可能であれば特に限定されることなく、ガラスおよび/またはガラス前駆体を含み、任意に溶媒や添加剤を更に含有する液状組成物を用いることができる。中でも、ガラス層の形成容易性の観点からは、液状組成物としては、液体ガラスを用いることが好ましい。
なお、液状組成物に含まれるガラス前駆体としては、例えば、テトラエトキシシラン等が挙げられる。
Here, the liquid composition containing glass and / or a glass precursor is liquid under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a pressure (absolute pressure) of 1 atm, and can be solidified to form a glass layer. There is no particular limitation, and a liquid composition containing glass and / or a glass precursor and optionally further containing a solvent and an additive can be used. Above all, from the viewpoint of easy formation of a glass layer, it is preferable to use liquid glass as the liquid composition.
In addition, as a glass precursor contained in a liquid composition, tetraethoxysilane etc. are mentioned, for example.

ここで、液体ガラスとしては、特に限定されることなく、例えば、二酸化ケイ素、アルミナおよび溶媒を含有する液体ガラスや、テトラエトキシシラン、金属触媒および水を含有する液体ガラスなどが挙げられる。より具体的には、液体ガラスとしては、例えば、墨東化成工業社製の「ヒートレスグラス」、「シダクシタールB4373」や、モクテックカメムラ社製の「ファインクリスタル(Quartz for NOMシリーズ)」等を用いることができる。   Here, the liquid glass is not particularly limited, and examples thereof include a liquid glass containing silicon dioxide, alumina, and a solvent, and a liquid glass containing tetraethoxysilane, a metal catalyst, and water. More specifically, examples of the liquid glass include “Heatless Glass” and “Shidak Cital B4373” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., and “Fine Crystal (Quartz for NOM Series)” manufactured by Mokutec Kamemura Corporation. Can be used.

そして、無機酸化物のモース硬度は、特に限定されないが、2以上であることが好ましく、3以上であることが好ましく、7以下であることが好ましく、5以下であることが好ましい。無機酸化物のモース硬度が上記下限値以上であれば、高荷重下における熱伝導シート12の潰れを更に抑制することができる。また、無機酸化物のモース硬度が上記上限値以下であれば、熱伝導シート11を発熱体81と放熱体82との間に挟んで使用した際に、発熱体や放熱体の表面の損傷を更に防止することができる。   The Mohs hardness of the inorganic oxide is not particularly limited, but is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, preferably 7 or less, and more preferably 5 or less. When the Mohs hardness of the inorganic oxide is equal to or higher than the lower limit, the collapse of the heat conductive sheet 12 under a high load can be further suppressed. Further, if the Mohs hardness of the inorganic oxide is equal to or less than the upper limit, when the heat conductive sheet 11 is used between the heat generating body 81 and the heat radiating body 82, the surface of the heat generating body and the heat radiating body may be damaged. Further, it can be prevented.

また、図4に示すように、補強部21の熱伝導シート11の厚み方向に直交する断面の長径をdとすると、長径(d)は、0.1mm以上であることが好ましく、2mm以下であることが好ましい。補強部21の熱伝導シート11の厚み方向に直交する断面の長径(d)が上記範囲内であれば、熱伝導シート11の熱伝導性を好適に維持することができる。   In addition, as shown in FIG. 4, assuming that the major axis of the cross section orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet 11 of the reinforcing portion 21 is d, the major axis (d) is preferably 0.1 mm or more, and preferably 2 mm or less. Preferably, there is. When the major axis (d) of the cross section of the reinforcing portion 21 perpendicular to the thickness direction of the heat conductive sheet 11 is within the above range, the thermal conductivity of the heat conductive sheet 11 can be suitably maintained.

そして、補強部21の配設密度は、特に限定されないが、1個/cm以上であることが好ましく、2個/cm以上であることがより好ましい。補強部21の配設密度が1個/cm以上であれば、熱伝導シート11の厚み方向の潰れと、熱伝導性の低下とを、バランス良く抑制することができる。 The arrangement density of the reinforcing portions 21 is not particularly limited, but is preferably 1 piece / cm 2 or more, and more preferably 2 pieces / cm 2 or more. If the arrangement density of the reinforcing portions 21 is 1 piece / cm 2 or more, the collapse of the heat conductive sheet 11 in the thickness direction and the decrease in thermal conductivity can be suppressed in a well-balanced manner.

<<アスカーC硬度>>
そして、シート本体12は、温度25℃でのアスカーC硬度が30以上であることが好ましく、90以下であることが好ましい。シート本体12のアスカーC硬度が上記範囲内であれば、室温環境下における熱伝導シート11の可撓性およびハンドリング性を良好にすることができる。
なお、本発明において、「アスカーC硬度」は、本明細書の実施例に記載の方法で測定することができる。
<<< Asker C hardness >>
The sheet body 12 preferably has an Asker C hardness at a temperature of 25 ° C. of 30 or more, and more preferably 90 or less. When the Asker C hardness of the sheet main body 12 is within the above range, the flexibility and the handleability of the heat conductive sheet 11 in a room temperature environment can be improved.
In the present invention, “Asker C hardness” can be measured by the method described in the examples of the present specification.

そして、熱伝導シート11は、特に限定されないが、以下の性状を有していることが好ましい。   The heat conductive sheet 11 is not particularly limited, but preferably has the following properties.

<厚み>
熱伝導シート11は、常温常圧下において、シート厚み(T)が0.1mm以上であることが好ましく、0.15mm以上であることがより好ましく、1mm以下であることが好ましく、0.5mm以下であることがより好ましい。常温常圧下における熱伝導シート11の厚みが上記上限以下であれば、熱伝導シート11を後述する発熱体と放熱体との間に挟んで好適に使用し得る。また、熱伝導シート11のシート厚みが上記下限以上であれば、熱伝導シート11の強度、耐久性およびハンドリング性がより優れる。
なお、本発明において、「シート厚み」は、本発明の実施例に記載の方法によって測定することができる。
<Thickness>
The heat conductive sheet 11 preferably has a sheet thickness (T) of 0.1 mm or more, more preferably 0.15 mm or more, preferably 1 mm or less, and preferably 0.5 mm or less under normal temperature and normal pressure. Is more preferable. When the thickness of the heat conductive sheet 11 under normal temperature and normal pressure is equal to or less than the upper limit, the heat conductive sheet 11 can be suitably used by sandwiching the heat conductive sheet 11 between a heat generator and a heat radiator described later. Further, when the sheet thickness of the heat conductive sheet 11 is equal to or more than the above lower limit, the strength, durability and handling properties of the heat conductive sheet 11 are more excellent.
In the present invention, “sheet thickness” can be measured by the method described in Examples of the present invention.

<シート厚みの変化率>
そして、熱伝導シート11のシート厚みの変化率は、0.4以上であることが好ましく、0.5以上であることが好ましく、0.9以下であることが好ましく、0.8以下であることがより好ましい。熱伝導シート11のシート厚みの変化率が上記範囲内であれば、熱伝導シート11を後述する発熱体と放熱体との間に挟んでより好適に使用し得る。
なお、本発明において、「シート厚みの変化率」は、本明細書の実施例に記載の方法で測定することができる。
<Change rate of sheet thickness>
And the rate of change of the sheet thickness of the heat conductive sheet 11 is preferably 0.4 or more, more preferably 0.5 or more, preferably 0.9 or less, and 0.8 or less. Is more preferable. If the rate of change of the sheet thickness of the heat conductive sheet 11 is within the above range, the heat conductive sheet 11 can be more suitably used by sandwiching it between a heat generator and a heat radiator described later.
In the present invention, the “rate of change in sheet thickness” can be measured by the method described in Examples in the present specification.

<熱伝導率>
更に、熱伝導シート11は、0.05MPa加圧下での熱伝導率が、10W/mK以上であることが好ましく、15W/mK以上であることがより好ましく、30W/mK以下であることが好ましく、25W/mK以下であることがより好ましい。
また、熱伝導シート11は、1.5MPa加圧下での熱伝導率が、5W/mK以上であることが好ましく、10W/mK以上であることがより好ましく、20W/mK以下であることが好ましく、15W/mK以下であることがより好ましい。
熱伝導シート11の0.05MPa加圧下、および、1.5MPa加圧下での熱伝導率がそれぞれ上記範囲内であれば、熱伝導シート11を後述する発熱体と放熱体との間に挟んで更に好適に使用し得る。
なお、本発明において、「熱伝導率」は、本明細書の実施例に記載の測定方法によって求めることができる。
<Thermal conductivity>
Further, the thermal conductive sheet 11 has a thermal conductivity under a pressure of 0.05 MPa of preferably 10 W / mK or more, more preferably 15 W / mK or more, and preferably 30 W / mK or less. , 25 W / mK or less.
Moreover, the thermal conductivity of the heat conductive sheet 11 under 1.5 MPa pressure is preferably 5 W / mK or more, more preferably 10 W / mK or more, and preferably 20 W / mK or less. , 15 W / mK or less.
If the thermal conductivity of the heat conductive sheet 11 under the pressure of 0.05 MPa and the thermal conductivity under the pressure of 1.5 MPa are within the above ranges, respectively, the heat conductive sheet 11 is sandwiched between a heating element and a heat radiating element described later. It can be more preferably used.
In the present invention, the “thermal conductivity” can be determined by the measuring method described in the examples of the present specification.

<熱伝導率の変化率>
そして、熱伝導シート11において、熱伝導率の変化率は、0.3以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましい。熱伝導率の変化率が上記下限値以上であれば、高荷重下においても、熱伝導シート11が優れた熱伝導性を発揮し得る。
なお、本発明において、「熱伝導率の変化率」は、本明細書の実施例に記載の方法によって求めることができる。
<Change rate of thermal conductivity>
In the heat conductive sheet 11, the rate of change of the thermal conductivity is preferably 0.3 or more, and more preferably 0.5 or more. When the rate of change of the thermal conductivity is equal to or higher than the lower limit, the heat conductive sheet 11 can exhibit excellent thermal conductivity even under a high load.
In the present invention, the “rate of change in thermal conductivity” can be determined by the method described in the examples of the present specification.

<シート厚みの変化率と熱伝導率の変化率との比>
更に、熱伝導シート11において、上記シート厚みの変化率と上記熱伝導率の変化率との比[(シート厚みの変化率)/(熱伝導率の変化率)]は、0.95以上であることが好ましく、0.98以上であることがより好ましく、1.5以下であることが好ましく、1.3以下であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。シート厚みの変化率と熱伝導率の変化率との比が上記範囲内であれば、熱伝導シート11の厚み方向の潰れと、熱伝導性の低下とを、バランス良く抑制することができる。
<Ratio of change rate of sheet thickness to change rate of thermal conductivity>
Furthermore, in the heat conductive sheet 11, the ratio of the change rate of the sheet thickness to the change rate of the heat conductivity [(change rate of sheet thickness) / (change rate of heat conductivity)] is 0.95 or more. Preferably, it is 0.98 or more, more preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less, and most preferably 1. When the ratio between the rate of change of the sheet thickness and the rate of change of the thermal conductivity is within the above range, the collapse of the heat conductive sheet 11 in the thickness direction and the decrease in thermal conductivity can be suppressed in a well-balanced manner.

そして上記の構成を備える熱伝導シート11は、例えば、発熱体から放熱体へと熱を効率的に伝えるためのシートとして使用され得る。
具体的には、図7に使用態様の正面図を示すように、熱伝導シート11は、発熱体81に放熱体82を取り付ける際に、発熱体81と放熱体82との間に挟み込んで使用することができる。本発明によれば、熱伝導シート11を発熱体81と放熱体82との間に挟みこみ、高荷重下で使用する場合でも、熱伝導シート11の厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、熱伝導シート11が有する高い熱伝導性を維持することができる。
The heat conductive sheet 11 having the above configuration can be used, for example, as a sheet for efficiently transmitting heat from a heating element to a radiator.
Specifically, as shown in a front view of the usage mode in FIG. 7, when attaching the heat radiator 82 to the heat radiator 81, the heat conductive sheet 11 is used by being sandwiched between the heat radiator 81 and the heat radiator 82. can do. According to the present invention, even when the thermal conductive sheet 11 is sandwiched between the heat generating body 81 and the heat radiating body 82 and used under a high load, the collapse of the thermal conductive sheet 11 in the thickness direction can be suppressed, and the thermal conductivity can be reduced. The high thermal conductivity of the conductive sheet 11 can be maintained.

以上、本発明の一実施形態に係る熱伝導シートについて説明したが、本発明の熱伝導シートは上述した形態に限定されるものではない。具体的には、上述した補強部は、上記実施形態で示す構成に限定されない。そこで、図8を参照して、本発明の熱伝導シートにおける補強部の変形例について説明する。   As described above, the heat conductive sheet according to one embodiment of the present invention has been described, but the heat conductive sheet of the present invention is not limited to the above-described embodiment. Specifically, the above-described reinforcing portion is not limited to the configuration described in the above embodiment. Thus, with reference to FIG. 8, a description will be given of a modified example of the reinforcing portion in the heat conductive sheet of the present invention.

(補強部の変形例)
図8は、本発明の熱伝導シートにおける補強部の変形例を概略的に示す断面図である。なお、上述した実施形態と共通する構成には同一の符号を付し、ここでの説明は繰り返さない。
(Modified example of reinforcing part)
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a modified example of the reinforcing portion in the heat conductive sheet of the present invention. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

本発明の熱伝導シートにおいて、上述した孔部は、熱伝導シートの厚み方向に延びていれば特に限定されない。したがって孔部は、両端が開孔している孔部であってもよいし、一端が開孔し、他端が閉孔している孔部であってもよいし、両端が閉孔している孔部であってもよい。また、これにより、補強部21は、例えば図8の(a)に示すように、補強部21の一方端のみが熱伝導シート11の表面から露出するように構成してもよいし、図8の(b)に示すように、補強部21が、シート本体12に埋め込まれるような構成としてもよい。更に、補強部の形状は、円柱形状に限定されず、例えば、多角柱形状等としてもよい。   In the heat conductive sheet of the present invention, the above-mentioned hole is not particularly limited as long as it extends in the thickness direction of the heat conductive sheet. Therefore, the hole may be a hole that is open at both ends, may be a hole that is open at one end, and may be a hole that is closed at the other end, or may be a hole that is closed at both ends. Hole may be provided. 8A, the reinforcing portion 21 may be configured such that only one end of the reinforcing portion 21 is exposed from the surface of the heat conductive sheet 11, for example, as shown in FIG. (B), the reinforcing portion 21 may be embedded in the seat body 12. Further, the shape of the reinforcing portion is not limited to the column shape, and may be, for example, a polygonal column shape.

ここで、熱伝導シート11の厚みをT、補強部21の熱伝導シート11の厚み方向の長さをLとすると、熱伝導シート11の厚み(T)に対する補強部21の熱伝導シート11の厚み方向の長さ(L)の割合[(L/T)×100]は、50%以上であることが好ましく、100%であること、即ち、補強部21は、図6に示したように、熱伝導シート11の厚み方向を貫通していることがより好ましい。なお、熱伝導シート11の厚み(T)に対する補強部21の熱伝導シート11の厚み方向の長さ(L)の割合が50%以上であれば、熱伝導シートの厚み方向の潰れを更に好適に抑制することができる。   Here, assuming that the thickness of the heat conductive sheet 11 is T and the length of the reinforcing portion 21 in the thickness direction of the heat conductive sheet 11 is L, the thickness (T) of the heat conductive sheet 11 The ratio [(L / T) × 100] of the length (L) in the thickness direction is preferably 50% or more, and 100%, that is, as shown in FIG. More preferably, it penetrates through the thickness direction of the heat conductive sheet 11. If the ratio of the length (L) of the reinforcing portion 21 in the thickness direction of the heat conductive sheet 11 to the thickness (T) of the heat conductive sheet 11 is 50% or more, the collapse of the heat conductive sheet in the thickness direction is more preferable. Can be suppressed.

<熱伝導性シートの製造方法>
そして、上述した熱伝導シート11の製造方法は、特に限定されることなく、例えば、
(1)樹脂および炭素材料を含む組成物を加圧してシート状に成形し、プレシートを得る工程(プレシート成形工程)と、
(2)プレシートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、プレシートを折畳または捲回して、積層体を得る工程(積層体形成工程)と、
(3)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、プレシート本体を得る工程(プレシート本体形成工程)と、
(4)得られたプレシート本体に孔部を形成してシート本体を得る工程(シート本体形成工程)と、
(5)シート本体に形成された孔部に充填材を充填して、補強部を形成する工程(補強部形成工程)と、
を含む製造方法により製造することができる。
<Production method of heat conductive sheet>
And the manufacturing method of the above-mentioned heat conductive sheet 11 is not particularly limited, for example,
(1) a step of pressing a composition containing a resin and a carbon material into a sheet to obtain a pre-sheet (pre-sheet forming step);
(2) a step of laminating a plurality of pre-sheets in the thickness direction or folding or winding the pre-sheets to obtain a laminate (laminate forming step);
(3) a step of slicing the obtained laminate at an angle of 45 ° or less with respect to the lamination direction to obtain a pre-sheet body (pre-sheet body forming step);
(4) a step of forming a hole in the obtained pre-sheet body to obtain a sheet body (sheet body forming step);
(5) a step of filling a hole formed in the sheet body with a filler to form a reinforcing section (reinforcing section forming step);
Can be produced by a production method including:

[(1)プレシート成形工程]
プレシート成形工程では、樹脂および炭素材料を含み、任意に添加剤を含む組成物を加圧してシート状に成形し、プレシートを得る。ここで、樹脂、炭素材料および添加剤としては、本発明の熱伝導シートに含まれ得る樹脂、炭素材料および添加剤として上述したものを用いることができる。
[(1) Pre-sheet molding step]
In the pre-sheet forming step, a composition containing a resin and a carbon material and optionally containing an additive is pressurized and formed into a sheet to obtain a pre-sheet. Here, as the resin, the carbon material, and the additive, those described above as the resin, the carbon material, and the additive that can be included in the heat conductive sheet of the present invention can be used.

そして、組成物の調製は、上記各成分を撹拌混合することで得られる。なお、撹拌混合は、特に限定されることなく、ニーダー、ロール、ヘンシェルミキサー、ホバートミキサー、ハイスピードミキサー、二軸混錬機等の既知の混合装置を用いて行うことができる。また、撹拌混合は、酢酸エチルやメチルエチルケトン等の溶媒の存在下で行ってもよい。撹拌混合条件としては、例えば、後述の実施例を参照して適宜設定することができる。また、撹拌混合温度は、例えば5℃以上150℃以下とすることができる。   The composition is obtained by stirring and mixing the above components. The stirring and mixing are not particularly limited, and can be performed using a known mixing device such as a kneader, a roll, a Henschel mixer, a Hobart mixer, a high-speed mixer, a twin-screw kneader, or the like. The stirring and mixing may be performed in the presence of a solvent such as ethyl acetate or methyl ethyl ketone. The stirring and mixing conditions can be appropriately set, for example, with reference to examples described later. The stirring and mixing temperature can be, for example, 5 ° C. or more and 150 ° C. or less.

なお、上述した成分のうち、特に繊維状炭素材料は、凝集し易く、分散性が低いため、そのままの状態でフッ素樹脂や膨張化黒鉛などの他の成分と混合すると、組成物中で良好に分散し難い。一方、繊維状炭素材料は、溶媒(分散媒)に分散させた分散液の状態でフッ素樹脂や膨張化黒鉛などの他の成分と混合すれば凝集の発生を抑制することはできるものの、分散液の状態で混合した場合には混合後に固形分を凝固させて組成物を得る際などに多量の溶媒を使用するため、組成物の調製に使用する溶媒の量が多くなる虞が生じる。そのため、プレシートの形成に用いる組成物に繊維状炭素材料を配合する場合には、繊維状炭素材料は、溶媒(分散媒)に繊維状炭素材料を分散させて得た分散液から溶媒を除去して得た繊維状炭素材料の集合体(易分散性集合体)の状態で他の成分と混合することが好ましい。繊維状炭素材料の分散液から溶媒を除去して得た繊維状炭素材料の集合体は、一度溶媒に分散させた繊維状炭素材料で構成されており、溶媒に分散させる前の繊維状炭素材料の集合体よりも分散性に優れているので、分散性の高い易分散性集合体となる。従って、易分散性集合体と、フッ素樹脂や膨張化黒鉛などの他の成分とを混合すれば、多量の溶媒を使用することなく効率的に、組成物中で繊維状炭素材料を良好に分散させることができる。   In addition, among the above-mentioned components, particularly, the fibrous carbon material is easily aggregated and has low dispersibility. Therefore, when mixed with other components such as a fluororesin or expanded graphite as it is, the composition is favorably contained in the composition. Difficult to disperse. On the other hand, when the fibrous carbon material is mixed with another component such as a fluororesin or expanded graphite in the state of a dispersion dispersed in a solvent (dispersion medium), the occurrence of aggregation can be suppressed. In the case of mixing in the state described above, a large amount of solvent is used when the solid content is solidified after mixing to obtain a composition, and thus the amount of the solvent used for preparing the composition may increase. Therefore, when a fibrous carbon material is added to the composition used for forming the pre-sheet, the fibrous carbon material is obtained by removing the solvent from a dispersion obtained by dispersing the fibrous carbon material in a solvent (dispersion medium). It is preferable to mix the obtained fibrous carbon material with other components in the state of an aggregate (easily dispersible aggregate). The aggregate of the fibrous carbon material obtained by removing the solvent from the dispersion of the fibrous carbon material is composed of the fibrous carbon material once dispersed in the solvent, and the fibrous carbon material before being dispersed in the solvent. Is more excellent in dispersibility than the aggregate of the above, so that an easily dispersible aggregate having high dispersibility is obtained. Therefore, if the easily dispersible aggregate and other components such as fluororesin and expanded graphite are mixed, the fibrous carbon material can be dispersed well in the composition efficiently without using a large amount of solvent. Can be done.

ここで、繊維状炭素材料の分散液は、例えば、溶媒に対して繊維状炭素材料を添加してなる粗分散液を、キャビテーション効果が得られる分散処理または解砕効果が得られる分散処理に供して得ることができる。なお、キャビテーション効果が得られる分散処理は、液体に高エネルギーを付与した際、水に生じた真空の気泡が破裂することにより生じる衝撃波を利用した分散方法である。そして、キャビテーション効果が得られる分散処理の具体例としては、超音波ホモジナイザーによる分散処理、ジェットミルによる分散処理および高剪断撹拌装置による分散処理が挙げられる。また、解砕効果が得られる分散処理は、粗分散液にせん断力を与えて繊維状炭素材料の凝集体を解砕・分散させ、さらに粗分散液に背圧を負荷することで、気泡の発生を抑制しつつ、繊維状炭素材料を溶媒中に均一に分散させる分散方法である。   Here, for the dispersion of the fibrous carbon material, for example, a coarse dispersion obtained by adding the fibrous carbon material to a solvent is subjected to a dispersion treatment in which a cavitation effect is obtained or a dispersion treatment in which a crushing effect is obtained. Can be obtained. Note that the dispersion treatment for obtaining the cavitation effect is a dispersion method using a shock wave generated by bursting a vacuum bubble generated in water when high energy is applied to a liquid. Specific examples of the dispersion treatment that can achieve the cavitation effect include dispersion treatment with an ultrasonic homogenizer, dispersion treatment with a jet mill, and dispersion treatment with a high-shear stirring device. In addition, the dispersion treatment for obtaining the crushing effect is performed by applying a shearing force to the coarse dispersion to crush and disperse the aggregates of the fibrous carbon material, and further applying a back pressure to the coarse dispersion to remove bubbles. This is a dispersion method of uniformly dispersing the fibrous carbon material in a solvent while suppressing generation.

また、分散液からの溶媒の除去は、乾燥やろ過などの既知の溶媒除去方法を用いて行うことができるが、迅速かつ効率的に溶媒を除去する観点からは、減圧ろ過などのろ過を用いて行うことが好ましい。   Further, the removal of the solvent from the dispersion can be performed by using a known solvent removal method such as drying and filtration, but from the viewpoint of quickly and efficiently removing the solvent, a filtration method such as vacuum filtration is used. It is preferable to carry out.

そして、上述のようにして調製した組成物は、任意に脱泡および解砕した後に、加圧してシート状に成形することができる。なお、混合時に溶媒を用いている場合には、溶媒を除去してからシート状に成形することが好ましく、例えば真空脱泡を用いて脱泡を行えば、脱泡時に溶媒の除去も同時に行うことができる。   The composition prepared as described above can be arbitrarily defoamed and crushed, and then pressurized to form a sheet. When a solvent is used at the time of mixing, it is preferable to form the sheet after removing the solvent. For example, if defoaming is performed using vacuum defoaming, the solvent is removed at the same time as defoaming. be able to.

ここで、組成物は、圧力が負荷される成形方法であれば特に限定されることなく、プレス成形、圧延成形または押し出し成形などの既知の成形方法を用いてシート状に成形することができる。中でも、組成物は、圧延成形によりシート状に形成することが好ましく、保護フィルムに挟んだ状態でロール間を通過させてシート状に成形することがより好ましい。なお、保護フィルムとしては、特に限定されることなく、サンドブラスト処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム等を用いることができる。また、ロール温度は5℃以上150℃とすることができる。
なお、プレシートの厚みは、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。
Here, the composition is not particularly limited as long as it is a molding method to which pressure is applied, and can be formed into a sheet by using a known molding method such as press molding, rolling molding, or extrusion molding. Above all, the composition is preferably formed into a sheet by rolling, and more preferably formed into a sheet by passing between rolls in a state sandwiched between protective films. The protective film is not particularly limited, and a sand blasted polyethylene terephthalate film or the like can be used. Further, the roll temperature can be 5 ° C. or more and 150 ° C.
The thickness of the pre-sheet is not particularly limited, and may be, for example, 0.05 mm or more and 2 mm or less.

[(2)積層体形成工程]
積層体形成工程では、プレシート成形工程で得られたプレシートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、プレシートを折畳または捲回して、積層体を得る。ここで、プレシートの折畳による積層体の形成は、特に限定されることなく、折畳機を用いてプレシートを一定幅で折り畳むことにより行うことができる。また、プレシートの捲回による積層体の形成は、特に限定されることなく、プレシートの短手方向または長手方向に平行な軸の回りにプレシートを捲き回すことにより行うことができる。
[(2) Laminate forming step]
In the laminate forming step, a plurality of presheets obtained in the presheet forming step are laminated in the thickness direction, or the presheet is folded or wound to obtain a laminate. Here, the formation of the laminate by folding the pre-sheet is not particularly limited, and can be performed by folding the pre-sheet at a constant width using a folding machine. In addition, the formation of the laminate by winding the presheet is not particularly limited, and can be performed by winding the presheet around an axis parallel to the short direction or the long direction of the presheet.

ここで、通常、積層体形成工程で得られる積層体において、プレシートの表面同士の接着力は、プレシートを積層する際の圧力や折畳または捲回する際の引っ張り力により充分に得られる。しかし、接着力が不足する場合や、積層体の層間剥離を十分に抑制する必要がある場合には、プレ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、プレシートの表面に接着剤を塗布した状態またはプレ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。   Here, usually, in the laminate obtained in the laminate forming step, the adhesive force between the surfaces of the pre-sheets is sufficiently obtained by the pressure at the time of laminating the pre-sheets and the pulling force at the time of folding or winding. However, when the adhesive strength is insufficient or when it is necessary to sufficiently suppress delamination of the laminate, the laminate forming step may be performed with the surface of the pre-sheet slightly dissolved with a solvent, The laminate forming step may be performed with the adhesive applied to the surface of the pre-sheet or with the adhesive layer provided on the surface of the pre-sheet.

なお、プレシートの表面を溶解させる際に用いる溶剤としては、特に限定されることなく、プレシート中に含まれているフッ素樹脂などの樹脂成分を溶解可能な既知の溶剤を用いることができる。中でも、溶解性と揮発性の観点からはアセトンを用いることが好ましい。   The solvent used for dissolving the surface of the presheet is not particularly limited, and a known solvent that can dissolve a resin component such as a fluororesin contained in the presheet can be used. Above all, it is preferable to use acetone from the viewpoint of solubility and volatility.

また、プレシートの表面に塗布する接着剤としては、特に限定されることなく、市販の接着剤や粘着性の樹脂を用いることができる。中でも、接着剤としては、プレシート中に含まれているフッ素樹脂などの樹脂成分と同じ組成の樹脂を用いることが好ましい。そして、プレシートの表面に塗布する接着剤の厚さは、例えば、10μm以上1000μm以下とすることができる。
更に、プレシートの表面に設ける接着層としては、特に限定されることなく、両面テープなどを用いることができる。
ここで、接着剤や接着層には、得られる熱伝導シートが硬くなりすぎない範囲で熱伝導性フィラーが配合されていてもよい。
The adhesive applied to the surface of the pre-sheet is not particularly limited, and a commercially available adhesive or a tacky resin can be used. Above all, it is preferable to use a resin having the same composition as a resin component such as a fluororesin contained in the pre-sheet as the adhesive. The thickness of the adhesive applied to the surface of the pre-sheet can be, for example, 10 μm or more and 1000 μm or less.
Further, the adhesive layer provided on the surface of the pre-sheet is not particularly limited, and a double-sided tape or the like can be used.
Here, the adhesive or the adhesive layer may contain a thermally conductive filler as long as the resulting thermally conductive sheet is not too hard.

なお、層間剥離を抑制する観点からは、得られた積層体は、積層方向に0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力で押し付けながら、120℃以上170℃以下で2〜8時間加熱してもよい。   In addition, from the viewpoint of suppressing delamination, the obtained laminate is heated at 120 ° C or higher and 170 ° C or lower for 2 to 8 hours while being pressed in the stacking direction at a pressure of 0.1 MPa or higher and 0.5 MPa or lower. Good.

[(3)プレシート本体形成工程]
プレシート本体形成工程では、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プレシート本体を得る。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。中でも、プレシート本体の厚みを均一にし易い点で、ナイフ加工法が好ましい。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、スリットを有する平滑な盤面と、このスリット部より突出した刃部とを有するスライス部材(例えば、鋭利な刃を備えたカンナやスライサー)を用いることができる。
[(3) Pre-sheet body forming step]
In the pre-sheet body forming step, the laminate obtained in the laminate forming step is sliced at an angle of 45 ° or less with respect to the laminating direction to obtain a pre-sheet body composed of slices of the laminate. 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. Among them, the knife processing method is preferable because the thickness of the pre-sheet body is easily made uniform. Further, the cutting tool for slicing the laminated body is not particularly limited, and a slicing member having a smooth board surface having a slit and a blade portion protruding from the slit portion (for example, provided with a sharp blade Canna or slicer).

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30°以下であることが好ましく、積層方向に対して15°以下であることがより好ましく、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。   From the viewpoint of increasing the thermal conductivity of the heat conductive sheet, the angle at which the laminate is sliced is preferably 30 ° or less with respect to the laminating direction, and more preferably 15 ° or less with respect to the laminating direction. Preferably, it is substantially 0 ° with respect to the laminating direction (that is, a direction along the laminating direction).

また、積層体を容易にスライスする観点からは、スライスする際の積層体の温度は−20℃以上20℃以下とすることが好ましく、−10℃以上0℃以下とすることがより好ましい。更に、同様の理由により、スライスする積層体は、積層方向とは垂直な方向に圧力を負荷しながらスライスすることが好ましく、積層方向とは垂直な方向に0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力を負荷しながらスライスすることがより好ましい。   In addition, from the viewpoint of easily slicing the laminate, the temperature of the laminate at the time of slicing is preferably from -20 ° C to 20 ° C, more preferably from -10 ° C to 0 ° C. Further, for the same reason, it is preferable that the laminated body to be sliced is sliced while applying pressure in a direction perpendicular to the laminating direction, and a pressure of 0.1 MPa or more and 0.5 MPa or less in a direction perpendicular to the laminating direction. It is more preferable to slice while loading.

[(4)シート本体形成工程]
シート本体形成工程では、プレシート本体の一方の面にレーザー光を照射して、シート本体の厚み方向に延びる孔部を備えるシート本体を形成する。ここで、レーザー光の照射回数および照射位置は特に限定されず、任意の照射回数および照射位置とすることができる。また、レーザー光のスポット径、レーザー光の照射時間は、目的とする補強部の形状、大きさ等に応じて適宜調整すればよい。
また、レーザーとしては、例えばCOレーザー、UV−YAGレーザー等を用いることができる。特に好ましくは、波長10.6μmのCOレーザーである。照射出力は、10〜100Wが好ましく、孔部の大きさ、深さに合わせて適宜調整することが可能である。例えば、孔部を形成するには、下記の手順で実施することができる。
(1)プレシート本体の表面に対して垂直にレーザー光線が照射できるようにレーザー光線照射装置の照射位置を調整する。(2)孔部の性状(厚み、密度、硬度等)およびプレシート本体内における孔部の個数、間隔、孔部の大きさに合わせて、レーザー照射条件をプログラム設定する。(3)レーザー照射は、ステージをスライドすることにより、位置決めされた場所に実施することができ、ステージをスライドさせながら、プレシート本体にレーザー光線を間欠的に照射して、希望する位置に複数の孔部を形成する。
[(4) Sheet body forming step]
In the sheet body forming step, one surface of the pre-sheet body is irradiated with laser light to form a sheet body having a hole extending in the thickness direction of the sheet body. Here, the number of irradiations and the irradiation position of the laser beam are not particularly limited, and may be any number of irradiations and irradiation positions. Further, the spot diameter of the laser beam and the irradiation time of the laser beam may be appropriately adjusted according to the shape, size, and the like of the target reinforcing portion.
As the laser, for example, a CO 2 laser, a UV-YAG laser, or the like can be used. Particularly preferred is a CO 2 laser having a wavelength of 10.6 μm. The irradiation output is preferably from 10 to 100 W, and can be appropriately adjusted according to the size and depth of the hole. For example, a hole can be formed by the following procedure.
(1) Adjust the irradiation position of the laser beam irradiation device so that the laser beam can be irradiated perpendicularly to the surface of the pre-sheet body. (2) The laser irradiation conditions are programmed according to the properties (thickness, density, hardness, etc.) of the holes and the number, spacing, and size of the holes in the pre-sheet body. (3) The laser irradiation can be performed at a position where the laser beam is positioned by sliding the stage, and while the stage is being slid, the pre-sheet body is intermittently irradiated with a laser beam to form a plurality of holes at a desired position. Form a part.

[(5)補強部形成工程]
補強部形成工程では、シート本体に形成された孔部に対し、金属および無機酸化物の少なくとも一方を充填して補強部を形成する。なお、補強部は、例えば銀ペースト等のペースト状の材料を充填して硬化させることにより形成することが好ましい。また、充填に使用し得る金属、無機酸化物としては、補強部を形成し得る金属および無機酸化物として上述したものを用いることができる。
そして、充填材を乾燥させることで、本実施形態で示す熱伝導シート11が得られる。
更に、上述の方法によって得られる熱伝導シート11を2枚用意し、それらを任意の貼り合わせ方法によって貼り合わせることで、図8の(b)に示したような熱伝導シートとしてもよい。
[(5) Reinforcing part forming step]
In the reinforcing portion forming step, at least one of a metal and an inorganic oxide is filled in the hole formed in the sheet body to form a reinforcing portion. The reinforcing portion is preferably formed by filling and curing a paste-like material such as a silver paste. Further, as the metal and the inorganic oxide that can be used for filling, those described above as the metal and the inorganic oxide that can form the reinforcing portion can be used.
Then, by drying the filler, the heat conductive sheet 11 shown in the present embodiment is obtained.
Further, two heat conductive sheets 11 obtained by the above-described method are prepared, and they are bonded by an arbitrary bonding method to form a heat conductive sheet as shown in FIG. 8B.

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「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。   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.

実施例および比較例において、補強部の熱伝導シートの厚み方向の高さ、補強部の配設密度、補強部の熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積、アスカーC硬度、シート厚み、および熱伝導率は、それぞれ以下の方法を使用して測定または評価した。   In Examples and Comparative Examples, the height of the reinforcing portion in the thickness direction of the heat conductive sheet, the arrangement density of the reinforcing portion, the average area of a cross section orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet of the reinforcing portion, Asker C hardness, sheet thickness , And thermal conductivity were measured or evaluated using the following methods, respectively.

<補強部の熱伝導シートの厚み方向の高さ>
まず、孔部の深さについて、日本電子社製、クロスセクションポリシャ(登録商標)「IB−0902CP」断面試料作製装置を用いて断面出しを行った後、レーザー顕微鏡(キーエンス社製、形状解析レーザー顕微鏡「VK−X250シリーズ」)を用いて測定した。そして、孔部の深さを、補強部の熱伝導シートの厚み方向の高さとした。
<Height of the reinforcement section in the thickness direction of the heat conductive sheet>
First, for the depth of the hole, a cross section was obtained using a cross section polisher (registered trademark) “IB-0902CP” cross-section sample preparation device manufactured by JEOL Ltd. Microscope “VK-X250 series”). The depth of the hole was defined as the height of the reinforcing portion in the thickness direction of the heat conductive sheet.

<補強部の配設密度>
シート本体の表面1cm角あたりに形成された孔部の数について、上記レーザー顕微鏡を用いて測定した。そして熱伝導シートの一方面1cm角あたりの補強部の数を、補強部の配設密度とした。
<Arrangement density of reinforcement>
The number of holes formed per 1 cm square of the surface of the sheet body was measured using the above laser microscope. Then, the number of reinforcing portions per 1 cm square on one surface of the heat conductive sheet was defined as the arrangement density of the reinforcing portions.

<補強部の熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積>
孔部それぞれの開口面積を、上記レーザー顕微鏡を用いて測定した。孔部は円柱形状であったため、孔部の開口面積を、補強部の熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積とした。そして、熱伝導シートの表面積(s)と、補強部それぞれの熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積の総和(s)とに基づいて、熱伝導シートの表面積(s)に対する補強部それぞれの熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積の総和(s)の割合[(s/s)×100(%)]を求めた。
<Average area of cross section orthogonal to thickness direction of thermal conductive sheet of reinforcement>
The opening area of each hole was measured using the above laser microscope. Since the hole had a cylindrical shape, the opening area of the hole was defined as an average area of a cross section of the reinforcing portion orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet. Then, based on the surface area (s m ) of the heat conductive sheet and the sum (s) of the average areas of the cross sections orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet of each reinforcing portion, the surface area (s m ) of the heat conductive sheet is determined. The ratio [(s / s m ) × 100 (%)] of the total area (s) of the average areas of the cross sections of the reinforcement sections perpendicular to the thickness direction of the heat conductive sheet was determined.

<アスカーC硬度>
シート本体のアスカーC硬度は、日本ゴム協会規格(SRIS 0101)のアスカーC法に準拠し、硬度計(高分子計器社製、製品名「ASKER CL−150LJ」)を使用して、温度23℃の環境下で測定した。
<Asker C hardness>
The Asker C hardness of the sheet body is 23 ° C. using a hardness tester (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., product name “ASKER CL-150LJ”) in accordance with the Asker C method of the Japan Rubber Association Standard (SRIS 0101). Was measured under the following environment.

<シート厚み>
熱伝導シートのシート厚みは、株式会社ミツトヨ社製デジマチックインジケーター(ID−C112X)を用いて(1/1000mm)の精度で測定した。
具体的には、0.05MPa加圧下での熱伝導シートのシート厚みと、1.5MPa加圧下での熱伝導率シートのシート厚みを測定した。そして、下記式に基づいて、シート厚みの変化率を求めた。
シート厚みの変化率=(1.5MPa加圧下での熱伝導シートのシート厚み)/(0.05MPa加圧下での熱伝導シートのシート厚み)
そして、シート厚みの変化率について、以下を基準として評価した。
A:シート厚みの変化率が0.6を超える
B:シート厚みの変化率が0.5を超え、0.6未満である
C:シート厚みの変化率が0.5未満
<Sheet thickness>
The sheet thickness of the heat conductive sheet was measured with an accuracy of (1/1000 mm) using a Digimatic Indicator (ID-C112X) manufactured by Mitutoyo Corporation.
Specifically, the sheet thickness of the thermal conductive sheet under a pressure of 0.05 MPa and the sheet thickness of the thermal conductivity sheet under a pressure of 1.5 MPa were measured. Then, the rate of change in sheet thickness was determined based on the following equation.
Rate of change in sheet thickness = (sheet thickness of thermal conductive sheet under 1.5 MPa pressure) / (sheet thickness of thermal conductive sheet under 0.05 MPa pressure)
The rate of change in sheet thickness was evaluated based on the following.
A: Change rate of sheet thickness exceeds 0.6 B: Change rate of sheet thickness exceeds 0.5 and less than 0.6 C: Change rate of sheet thickness is less than 0.5

<熱伝導率>
熱伝導シートの熱伝導率は、熱伝導シートの熱抵抗値に基づいて算出した。具体的には、熱伝導シートの熱抵抗値を、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。その際、補強部を含む0.5cm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、0.05MPa加圧下での試料の熱抵抗値R(℃/W)と、1.5MPa加圧下での試料の熱抵抗値R(℃/W)とを測定した。
そして、熱抵抗値Rおよび熱抵抗値Rから、0.05MPa加圧下での試料の熱伝導率C(W/mK)と、1.5MPa加圧下での試料の熱伝導率C(W/mK)を、熱伝導シート1cm角に換算したときの値として下記式より求めた。
熱伝導率(W/mK)=[1/熱抵抗値(℃/W)]×[(試料厚み(mm)/(試料面積(mm)]×1000
そして、下記式に基づいて、熱伝導率の変化率を求めた。
熱伝導率の変化率=[1.5MPa加圧下での試料の熱伝導率(C)/(0.05MPa加圧下での試料の熱伝導率(C)]
そして、熱伝導率の変化率について、以下を基準として評価した。
A:熱伝導率の変化率が0.5を超える
B:熱伝導率の変化率が0.3を超え、0.5未満
C:熱伝導率の変化率が0.3未満
<Thermal conductivity>
The thermal conductivity of the heat conductive sheet was calculated based on the thermal resistance value of the heat conductive sheet. Specifically, the thermal resistance of the heat conductive sheet was measured using a resin material thermal resistance tester (manufactured by Hitachi Technology and Service Co., Ltd.). At this time, a heat conductive sheet cut into a 0.5 cm square substantially square including a reinforcing portion was used as a sample, and the sample had a thermal resistance R 1 (° C./W) under a pressure of 0.05 MPa at a sample temperature of 50 ° C. And the thermal resistance R 2 (° C./W) of the sample under 1.5 MPa pressure.
Then, from the thermal resistance values R 1 and R 2 , the thermal conductivity C 1 (W / mK) of the sample under a pressure of 0.05 MPa and the thermal conductivity C 2 of the sample under a pressure of 1.5 MPa (W / mK) was obtained from the following formula as a value when converted to a 1 cm square of the heat conductive sheet.
Thermal conductivity (W / mK) = [1 / thermal resistance value (° C./W)]×[(sample thickness (mm) / (sample area (mm 2 )) × 1000)
Then, the rate of change of the thermal conductivity was determined based on the following equation.
Rate of change of thermal conductivity = [Thermal conductivity of sample under 1.5 MPa pressurization (C 2 ) / (Thermal conductivity of sample under 0.05 MPa pressurization (C 1 )]]
Then, the rate of change of the thermal conductivity was evaluated based on the following criteria.
A: The rate of change of thermal conductivity exceeds 0.5 B: The rate of change of thermal conductivity exceeds 0.3 and less than 0.5 C: The rate of change of thermal conductivity is less than 0.3

更に、シートの厚み変化率と、熱伝導率の変化率との比[(シートの厚み変化率)/(熱伝導率の変化率)]に基づいて、下記のように評価した。
A:[(シートの厚み変化率)/(熱伝導率の変化率)]が0.95以上を超え、1.2未満
B:[(シートの厚み変化率)/(熱伝導率の変化率)]が1.2を超え、2.0未満
C:[(シートの厚み変化率)/(熱伝導率の変化率)]が2.0を超える
[(シートの厚み変化率)/(熱伝導率の変化率)]が1の値に近いほど、熱伝導シートの厚み方向の潰れと、熱伝導率の低下とを、バランス良く抑制することができる。
Further, the following evaluation was performed based on the ratio of the rate of change of the thickness of the sheet to the rate of change of the thermal conductivity [(change rate of thickness of the sheet) / (change rate of thermal conductivity)].
A: [(change rate of sheet thickness) / (change rate of thermal conductivity)] exceeds 0.95 or more and less than 1.2 B: [(change rate of sheet thickness) / (change rate of thermal conductivity) )] Exceeds 1.2 and less than 2.0 C: [(change rate of sheet thickness) / (change rate of thermal conductivity)] exceeds 2.0 [(change rate of sheet thickness) / (heat (Rate of change in conductivity)], the closer to 1 the value, the more well-balanced suppression of collapse in the thickness direction of the heat conductive sheet and reduction in heat conductivity can be achieved.

(実施例1)
<繊維状炭素ナノ構造体の易分散性集合体の調製>
[分散液の調製]
繊維状炭素ナノ構造体(ZEONANO(登録商標)SG101、日本ゼオン社製、比表面積:600m/g)を400mg量り取り、溶媒としてのメチルエチルケトン2L中に混ぜ、ホモジナイザーにより2分間撹拌し、粗分散液を得た。次に、湿式ジェットミル(株式会社常光製、製品名「JN−20」)を使用し、得られた粗分散液を湿式ジェットミルの0.5mmの流路に100MPaの圧力で2サイクル通過させて、繊維状炭素ナノ構造体をメチルエチルケトンに分散させた。そして、固形分濃度0.20質量%の分散液を得た。
(Example 1)
<Preparation of easily dispersible aggregate of fibrous carbon nanostructure>
[Preparation of dispersion]
400 mg of a fibrous carbon nanostructure (ZEONANO (registered trademark) SG101, manufactured by Zeon Corporation, specific surface area: 600 m 2 / g) is weighed, mixed in 2 L of methyl ethyl ketone as a solvent, stirred for 2 minutes with a homogenizer, and coarsely dispersed. A liquid was obtained. Next, using a wet jet mill (manufactured by Joko Co., Ltd., product name “JN-20”), the obtained coarse dispersion liquid was passed through a 0.5 mm flow path of the wet jet mill at a pressure of 100 MPa for 2 cycles. Thus, the fibrous carbon nanostructure was dispersed in methyl ethyl ketone. Then, a dispersion having a solid content concentration of 0.20% by mass was obtained.

[溶媒の除去]
その後、上述のようにして得られた分散液をキリヤマろ紙(No.5A)を用いて減圧ろ過し、繊維状炭素材料としての、シート状の繊維状炭素ナノ構造体の易分散性集合体を得た。
[Removal of solvent]
Thereafter, the dispersion obtained as described above was filtered under reduced pressure using Kiriyama filter paper (No. 5A) to obtain an easily dispersible aggregate of sheet-like fibrous carbon nanostructures as a fibrous carbon material. Obtained.

[組成物の調製]
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」)を70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FC−2211」、ムーニー粘度:27ML1+4、100℃)を30部と、熱伝導性充填材である粒子状炭素材料としての膨張化黒鉛(伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「EC50」、体積平均粒子径:250μm)を50部と、繊維状炭素材料としての上記繊維状炭素ナノ構造体の易分散性集合体を0.5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、組成物を得た。
[Preparation of composition]
70 parts of a thermoplastic fluororesin liquid (manufactured by Daikin Industries, Ltd., trade name "Daiel G-101") at normal temperature and normal pressure, and a solid thermoplastic fluororesin (manufactured by 3M Japan Co., Ltd. under normal temperature and normal pressure) "Dynion FC-2211", Mooney viscosity: 27 ML 1 + 4 , 100 ° C), 30 parts, and expanded graphite as a particulate carbon material as a thermally conductive filler (trade name "EC50", manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.) , Volume average particle diameter: 250 μm), and 0.5 part of the above-mentioned easily dispersible aggregate of fibrous carbon nanostructures as a fibrous carbon material, using a pressure kneader (manufactured by Nippon Spindle). The mixture was stirred and mixed at a temperature of 150 ° C. for 20 minutes. Next, the obtained mixture was put into a crusher and crushed for 10 seconds to obtain a composition.

[(1)プレシート成形工程]
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のプレシートを得た。
[(1) Pre-sheet molding step]
Next, 50 g of the obtained composition is sandwiched between 50 μm-thick PET films (protective films) that have been subjected to sandblasting, and the conditions are as follows: roll gap 550 μm, roll temperature 50 ° C., roll linear pressure 50 kg / cm, roll speed 1 m / min. To form a pre-sheet having a thickness of 0.5 mm.

[(2)積層体形成工程]
続いて、得られたプレシートを縦150mm×横150mm×厚み0.5mmに裁断し、プレ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。
[(2) Laminate forming step]
Subsequently, the obtained pre-sheet is cut into a size of 150 mm (length) × 150 mm (width) × 0.5 mm (thickness), 120 sheets are laminated in the thickness direction of the pre-sheet, and further pressed at a temperature of 120 ° C. and a pressure of 0.1 MPa for 3 minutes in the lamination direction. By performing (secondary pressurization), a laminate having a height of about 60 mm was obtained.

[(3)プレシート本体形成工程]
その後、二次加圧された積層体の積層側面を0.3MPaの圧力で押し付けながら、木工用スライサー(株式会社丸仲鐵工所製、商品名「超仕上げかんな盤スーパーメカS」)を用いて、積層方向に対して0度の角度で(換言すれば、積層されたプレシートの主面の法線方向に)スライスすることにより、縦150mm×横60mm×厚み0.15mmのプレシート本体を得た。
[(3) Pre-sheet body forming step]
Then, while pressing the laminated side surface of the secondary-pressed laminate at a pressure of 0.3 MPa, a slicer for woodworking (trade name “Super Finished Planer Super Mecha S” manufactured by Marunaka Ironworks Co., Ltd.) is used. Then, by slicing at an angle of 0 degree with respect to the laminating direction (in other words, in the direction of the normal to the main surface of the laminated pre-sheet), a pre-sheet main body of 150 mm long × 60 mm wide × 0.15 mm thick is obtained. Was.

[(4)シート本体形成工程]
得られたプレシート本体の表面に、COレーザー加工機(ユニバーサルレーザーシステムズ社製、VLS6.60)を用いて、シート本体の表面1cm角あたり1個の孔部を有するシート本体を形成した。具体的には、シート本体の1cm×1cmの正方形の中央部分に対し、COレーザー加工機を用いて孔部を形成した。
[(4) Sheet body forming step]
A sheet body having one hole per 1 cm square of the surface of the sheet body was formed on the surface of the obtained pre-sheet body using a CO 2 laser beam machine (VLS 6.60, manufactured by Universal Laser Systems). Specifically, a hole was formed in a central portion of a 1 cm × 1 cm square of the sheet body using a CO 2 laser processing machine.

[(5)補強部形成工程]
それから、平な厚さ1mmの銅板の上に上記シート本体を載せた。そして、充填材としての銀ペースト(ニホンハンダ社製、モース硬度:2.5)をシート本体上部に垂らし、厚さ1mmの銅板でシート本体表面が傷つかないように軽くならすることで、孔部に銀ペーストを充填した。その後、充填材を250℃で20分間焼結し、熱伝導シートを得た。得られた熱伝導シートを用いて、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
[(5) Reinforcing part forming step]
Then, the sheet main body was placed on a flat copper plate having a thickness of 1 mm. Then, a silver paste (Mohs hardness: 2.5, manufactured by Nihon Handa Co., Ltd.) as a filler is dropped on the upper portion of the sheet body, and the surface of the sheet body is lightened with a 1 mm thick copper plate so as not to be damaged. Filled with silver paste. Thereafter, the filler was sintered at 250 ° C. for 20 minutes to obtain a heat conductive sheet. Various physical properties were evaluated using the obtained heat conductive sheet. Table 1 shows the results.

(実施例2)
銀ペーストに替えて液体ガラス(モクテックカメムラ社製、ファインクリスタル(Quartz for NOM、モース硬度:4)を孔部に充填した以外は、実施例1と同様の操作を行い、熱伝導シートを得た。そして、得られた熱伝導シートを用いて、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that the hole was filled with liquid glass (Quartz for NOM, Mohs hardness: 4) manufactured by Moktec Kamemura Co., Ltd. Various physical properties were evaluated using the obtained heat conductive sheet, and the results are shown in Table 1.

(実施例3)
シート本体の表面1cm角あたり4個の孔部を形成した。具体的には、シート本体の表面1cm×1cmの正方形を4分割して得られる4つの正方形の中央部分に対し、COレーザー加工機を用いて孔部を形成した。それ以外は、実施例1と同様の操作を行い、熱伝導シートを得た。そして、得られた熱伝導シートを用いて、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 3)
Four holes were formed per 1 cm square of the surface of the sheet body. Specifically, a hole was formed in a central portion of four squares obtained by dividing a square of 1 cm × 1 cm in surface of the sheet body into four using a CO 2 laser processing machine. Otherwise, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a heat conductive sheet. And various physical properties were evaluated using the obtained heat conductive sheet. Table 1 shows the results.

(実施例4)
シート本体に形成する孔部の深さを0.075mmとすることで孔部の深さを熱伝導シートの厚みの50%とした以外は、実施例1と同様の操作を行い、熱伝導シートを得た。そして、得られた熱伝導シートを用いて、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 4)
The same operation as in Example 1 was performed, except that the depth of the hole was set to 50% of the thickness of the heat conductive sheet by setting the depth of the hole formed in the sheet body to 0.075 mm. I got And various physical properties were evaluated using the obtained heat conductive sheet. Table 1 shows the results.

(実施例5)
シート本体に形成する孔部の深さを0.045mmにすることで孔部の深さを熱伝導シートの厚みの30%とした以外は、実施例1と同様の操作を行い、熱伝導シートを得た。そして、得られた熱伝導シートを用いて、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 5)
The same operation as in Example 1 was performed except that the depth of the hole was made 30% of the thickness of the heat conductive sheet by setting the depth of the hole formed in the sheet body to 0.045 mm. I got And various physical properties were evaluated using the obtained heat conductive sheet. Table 1 shows the results.

(比較例1)
シート本体に孔部を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、熱伝導シートを得た。そして、得られた熱伝導シートを用いて、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A heat conductive sheet was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that no hole was formed in the sheet body. And various physical properties were evaluated using the obtained heat conductive sheet. Table 1 shows the results.

(比較例2)
シート本体の表面1cm角あたり20個の孔部を形成した。具体的には、シート本体の表面1cm×1cmの正方形を縦方向に5等分、横方向に4等分して得られる計20個の四角形各々の中央部分に対し、COレーザー加工機を用いて孔部を形成した。それ以外は、実施例1と同様の操作を行い、熱伝導シートを得た。そして、得られた熱伝導シートを用いて、各種物性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Twenty holes were formed per 1 cm square of the surface of the sheet body. Specifically, a CO 2 laser processing machine is applied to the central portion of each of a total of 20 squares obtained by dividing a square of 1 cm × 1 cm in the surface of the sheet body into five equal parts in the vertical direction and four equal parts in the horizontal direction. A hole was formed using the same. Otherwise, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a heat conductive sheet. And various physical properties were evaluated using the obtained heat conductive sheet. Table 1 shows the results.

Figure 2020019883
Figure 2020019883

上記結果から、熱伝導シートの表面積(s)に対する補強部それぞれの熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積の総和(s)の割合が1%未満である実施例1〜5の熱伝導シートは、厚み方向の潰れ抑制と、熱伝導性低下の抑制との双方に優れていることがわかる。 From the above results, the ratio of the total area (s) of the average area of the cross sections orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet of each reinforcing portion to the surface area (s m ) of the heat conductive sheet was less than 1%. It can be seen that the heat conductive sheet is excellent in both suppressing the collapse in the thickness direction and suppressing the decrease in the thermal conductivity.

本発明によれば、高荷重下で使用する場合でも、熱伝導シートの厚み方向の潰れを抑制でき、且つ、高い熱伝導性を維持できる熱伝導シートを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when it uses under a heavy load, the heat conductive sheet which can suppress the crush of the heat conductive sheet in the thickness direction and can maintain high heat conductivity can be provided.

11 熱伝導シート
12 シート本体
15 孔部
21 補強部
81 発熱体
82 放熱体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Thermal conductive sheet 12 Sheet main body 15 Hole 21 Reinforcing part 81 Heating body 82 Heat radiator

Claims (6)

樹脂および炭素材料を含む熱伝導シートであって、
前記樹脂および前記炭素材料を含み、且つ、前記熱伝導シートの厚み方向に延びる複数の孔部を備えたシート本体と、
前記孔部に金属および無機酸化物の少なくとも一方が充填されてなる複数の補強部とを備え、
前記複数の補強部それぞれの前記熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の平均面積の総和が、前記熱伝導シートの厚み方向一方の表面の面積に対して1%未満である、熱伝導シート。
A heat conductive sheet containing a resin and a carbon material,
A sheet body including the resin and the carbon material, and having a plurality of holes extending in a thickness direction of the heat conductive sheet;
A plurality of reinforcing portions filled with at least one of a metal and an inorganic oxide in the hole portion,
A heat conductive sheet, wherein the sum of the average areas of the cross sections of the plurality of reinforcing portions orthogonal to the thickness direction of the heat conductive sheet is less than 1% with respect to the area of one surface in the thickness direction of the heat conductive sheet.
前記熱伝導シートの厚み(T)に対する前記補強部の前記熱伝導シートの厚み方向の長さ(L)の割合[(L/T)×100]が50%以上である、請求項1に記載の熱伝導シート。   2. The ratio ((L / T) × 100) of the length (L) of the reinforcing portion in the thickness direction of the heat conductive sheet to the thickness (T) of the heat conductive sheet is 50% or more. 3. Heat conduction sheet. 1.5MPa加圧下での前記熱伝導シートの熱伝導率が2.5W/mK以上である、請求項1または2に記載の熱伝導シート。   The heat conductive sheet according to claim 1 or 2, wherein the heat conductive sheet has a thermal conductivity of 2.5 W / mK or more under 1.5 MPa pressure. 前記補強部は、前記熱伝導シートの厚み方向に直交する断面の長径が0.1mm以上2mm以下である、請求項1〜3のいずれか1項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 reinforcing portion has a major axis in a cross section orthogonal to a thickness direction of the heat conductive sheet of 0.1 mm or more and 2 mm or less. 前記補強部の配設密度が1個/cm以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱伝導シート。 The heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein an arrangement density of the reinforcing portions is 1 piece / cm 2 or more. 前記シート本体中の前記炭素材料の含有割合が15質量%以上80質量%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱伝導シート。   The heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein a content ratio of the carbon material in the sheet body is from 15% by mass to 80% by mass.
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