JP2020029489A - Heat conductive material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パソコン、携帯電話、ＰＤＡなどの電子機器や、ＬＥＤ、ＥＬ等の照明及び表示機器など、種々の装置の放熱に利用される熱伝導材料に関する。 The present invention relates to a heat conductive material used for heat radiation of various devices such as electronic devices such as personal computers, mobile phones, PDAs, and lighting and display devices such as LEDs and ELs.
近年、演算素子や発光素子の著しい性能向上に伴い、パソコン、携帯電話、ＰＤＡなどの電子機器や、ＬＥＤ、ＥＬ等の照明及び表示機器などの性能向上は著しい。一方、演算素子や発光素子の性能向上に伴い発熱量も著しく増加していることから、電子機器、照明および、表示機器等における放熱をどのように行うかは重要な課題となっている。熱対策として、演算素子や発光素子の発生する熱をできるだけ迅速に広い面積に拡散させて放熱する方法は冷却効率を上げることを目的としたもので、積極的に冷却をするものではないが、携帯電話やパソコンなどの小型電子機器や照明における冷却方法としては最も現実的なものである。 2. Description of the Related Art In recent years, with the remarkable improvement in performance of arithmetic elements and light-emitting elements, the performance of electronic devices such as personal computers, mobile phones, PDAs, and lighting and display devices such as LEDs and EL has been remarkably improved. On the other hand, since the amount of heat generated has significantly increased with the improvement in the performance of arithmetic elements and light-emitting elements, how to radiate heat in electronic devices, lighting, display devices, and the like has become an important issue. As a countermeasure against heat, the method of diffusing the heat generated by the arithmetic element and the light emitting element to a large area as quickly as possible and radiating the heat is intended to increase the cooling efficiency, but does not actively cool. This is the most realistic cooling method for small electronic devices such as mobile phones and personal computers and lighting.
このような熱を拡散させる熱伝導材料の使用量は急速に拡大している。熱伝導材料は一般的に、熱伝導性のフィラーを、バインダー成分である粘着剤中に分散した複合材料であって、熱伝導性のフィラーとしてはシリカフィラーやアルミナフィラーが多く用いられている。しかし、シリカやアルミナの熱伝導率は各々１Ｗ／ｍＫ、３０Ｗ／ｍＫ程度であり、例えばアルミナを含有する熱伝導材料でも、その熱伝導率は一般的に１〜３Ｗ／ｍＫ程度に留まっている。近年では熱伝導性のフィラーとして窒化アルミニウムや窒化ホウ素が用いられる場合も出てきたが、これら窒化アルミニウムや窒化ホウ素は価格が高く、熱伝導材料のコストが高くなるという問題があった。 The amount of heat conductive materials that diffuse such heat is rapidly expanding. Generally, the heat conductive material is a composite material in which a heat conductive filler is dispersed in an adhesive as a binder component, and a silica filler or an alumina filler is often used as the heat conductive filler. However, the thermal conductivity of silica and alumina is about 1 W / mK and about 30 W / mK, respectively. For example, even for a heat conductive material containing alumina, the thermal conductivity is generally about 1 to 3 W / mK. . In recent years, aluminum nitride or boron nitride has been used as a thermally conductive filler. However, these aluminum nitride and boron nitride have a problem that the price is high and the cost of the heat conductive material is high.
酸化マグネシウムは、熱伝導率がおおよそ５０Ｗ／ｍＫ程度と高く、安価でモース硬度が低く、比重が軽い化合物であるため、取扱いに優れるという利点があり、さらに、電気抵抗値が高い素材であることから、電気、電子分野において使用する熱伝導性のフィラーとして適している。しかしながら、酸化マグネシウムは耐水性および耐酸性に劣るという欠点を有している。特に酸化マグネシウムは大気中の水分と容易に反応し、水酸化マグネシウムに変質することから、該熱伝導材料を利用した製品の品質及び耐久性が低下する場合があった。 Magnesium oxide is a compound that has a high thermal conductivity of about 50 W / mK, is inexpensive, has a low Mohs hardness, and has a low specific gravity. Therefore, it is suitable as a thermally conductive filler used in the electric and electronic fields. However, magnesium oxide has the disadvantage of being poor in water resistance and acid resistance. Particularly, magnesium oxide easily reacts with moisture in the atmosphere and is transformed into magnesium hydroxide, so that the quality and durability of a product using the heat conductive material are sometimes reduced.
酸化マグネシウムを熱伝導性フィラーとして用いる場合の耐水性に対しては、様々な対策が提案されてきた。例えば酸化マグネシウムフィラーを有機珪素化合物で加熱処理する方法、酸化マグネシウムフィラーをアルキルアルコキシシランで表面被覆する方法（特許文献１）、酸化マグネシウムフィラーをハロゲン化合物で表面処理し、その後、シランカップリング剤で表面処理する方法（特許文献２）、酸化マグネシウムフィラーと窒化ホウ素フィラー、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂と特定構造の酸性リン酸エステルが混合された樹脂組成物を用いる方法などが挙げられる。 Various measures have been proposed for the water resistance when magnesium oxide is used as the thermally conductive filler. For example, a method of heat-treating a magnesium oxide filler with an organic silicon compound, a method of coating a surface of a magnesium oxide filler with an alkylalkoxysilane (Patent Document 1), a method of treating a surface of a magnesium oxide filler with a halogen compound, and then using a silane coupling agent A surface treatment method (Patent Literature 2), a method using a resin composition in which a magnesium oxide filler and a boron nitride filler, a thermosetting resin or a thermoplastic resin and an acidic phosphate ester having a specific structure are mixed, and the like are exemplified.
シランカップリング剤を始めとする有機珪素化合物（以下シランカップリング剤と称す。）は酸化マグネシウムフィラーの耐水性を大きく向上させるが、一方で酸化マグネシウムに対し熱抵抗が大きい物質であるため、熱伝導性を下げる要因となる。またシランカップリング剤は酸化マグネシウムフィラーのバインダー中での分散性を向上させるが、熱伝導性という観点からはフィラー表面が別の物質で覆われること、分散性が良いのでフィラーの周囲をバインダーが取り囲みやすいと考えられ、このためフィラー間の接触が少なくなり、熱伝導性を下げる要因となっていた。 Organosilicon compounds such as silane coupling agents (hereinafter referred to as silane coupling agents) greatly improve the water resistance of the magnesium oxide filler, but on the other hand, have high thermal resistance to magnesium oxide, It causes a decrease in conductivity. The silane coupling agent improves the dispersibility of the magnesium oxide filler in the binder.However, from the viewpoint of thermal conductivity, the filler surface is covered with another substance. It is considered that the filler is easily surrounded, and therefore, the contact between the fillers is reduced, which is a factor of decreasing the thermal conductivity.
したがって本発明は、熱伝導率が高く、耐水性にも優れた熱伝導材料を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a heat conductive material having high heat conductivity and excellent water resistance.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の熱伝導材料によって解決できることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the following heat conductive materials can solve the problem.
酸化マグネシウムフィラーを含む無機フィラーとバインダーとを少なくとも含有する熱伝導材料であって、該酸化マグネシウムフィラーがシランカップリング剤処理されたものとされていないものの混合物であり、かつシランカップリング剤処理されていない酸化マグネシウムフィラーが無機フィラーの１〜２０質量％を占めることを特徴とする熱伝導材料。 A thermally conductive material containing at least an inorganic filler containing a magnesium oxide filler and a binder, wherein the magnesium oxide filler is a mixture of a material that has not been treated with a silane coupling agent and a material that has not been treated with a silane coupling agent. A thermally conductive material, wherein the magnesium oxide filler not present accounts for 1 to 20% by mass of the inorganic filler.
本発明によって、熱伝導率が高く、耐水性にも優れた熱伝導材料を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat conductive material having high heat conductivity and excellent water resistance.
本発明の熱伝導材料は無機フィラーとバインダーとを少なくとも含有する。さらに無機フィラーとして酸化マグネシウムフィラーを含有する。 The heat conductive material of the present invention contains at least an inorganic filler and a binder. Further, it contains a magnesium oxide filler as an inorganic filler.
本発明の熱伝導材料が含有する酸化マグネシウムフィラーは、金属マグネシウムを燃焼して酸化する方法や、水酸化マグネシウム又は炭酸マグネシウムを焼成して熱分解する方法などで得ることができる。水酸化マグネシウムとしては、海水中のマグネシウム塩と水酸化カルシウムとの反応で沈殿したものが例示される。炭酸マグネシウムとしては、マグネサイト鉱石として産出したものなどが例示される。その他としては、電融酸化マグネシウムを粉砕・分級することによって得られる結晶性の高い酸化マグネシウムが例示される。上記した金属マグネシウムの燃焼温度並びに水酸化マグネシウムおよび炭酸マグネシウムの焼成温度としては特に制限はなく、任意の燃焼温度で燃焼した酸化マグネシウムフィラーまたは任意の焼成温度で焼成した酸化マグネシウムフィラーを用いることができる。 The magnesium oxide filler contained in the heat conductive material of the present invention can be obtained by a method of burning and oxidizing metallic magnesium or a method of burning and decomposing magnesium hydroxide or magnesium carbonate. Examples of the magnesium hydroxide include those precipitated by a reaction between a magnesium salt in seawater and calcium hydroxide. Examples of magnesium carbonate include those produced as magnesite ore. Other examples include highly crystalline magnesium oxide obtained by pulverizing and classifying electrofused magnesium oxide. There is no particular limitation on the burning temperature of the above-mentioned metallic magnesium and the burning temperature of magnesium hydroxide and magnesium carbonate, and a magnesium oxide filler burned at any burning temperature or a magnesium oxide filler burned at any burning temperature can be used. .
酸化マグネシウムフィラーの形状は特には限定されず、球状、立方体状、直方体状、八面体、十四面体などの多面体状、不定形、繊維状のものを適宜使用することができる。 The shape of the magnesium oxide filler is not particularly limited, and a polyhedral shape such as a sphere, a cube, a rectangular parallelepiped, an octahedron, and a tetrahedron, an irregular shape, or a fibrous shape can be appropriately used.
本発明で用いる酸化マグネシウムフィラーの平均粒子径は０．１〜２００μｍであることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜１００μｍである。平均粒子径が２００μｍを超えた場合、熱伝導材料と、基板などの発熱体やヒートシンク等の被接着物との密着性が低下し、被接着物と熱伝導材料間の熱伝導を妨げる場合がある。また平均粒子径が０．１μｍを下回った場合、十分な耐水性が得られなくなる場合がある。なお上記した酸化マグネシウムフィラーや後述する他の無機フィラーの平均粒子径は、例えばレーザー散乱式粒度分布計を用いて測定することができる。 The average particle size of the magnesium oxide filler used in the present invention is preferably from 0.1 to 200 μm, and more preferably from 0.5 to 100 μm. If the average particle size exceeds 200 μm, the adhesion between the heat conductive material and the adherend such as a heating element such as a substrate or a heat sink may decrease, and the heat conduction between the adherend and the heat conductive material may be hindered. is there. If the average particle diameter is less than 0.1 μm, sufficient water resistance may not be obtained. The average particle size of the magnesium oxide filler and other inorganic fillers described below can be measured using, for example, a laser scattering particle size distribution meter.
本発明において酸化マグネシウムフィラーの純度は、熱伝導性の観点から９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましい。 In the present invention, the purity of the magnesium oxide filler is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more from the viewpoint of thermal conductivity.
本発明の熱伝導材料が含有する酸化マグネシウムフィラーはシランカップリング剤で表面処理（シランカップリング剤処理）したものと、していないものの混合物である。シランカップリング剤処理を施していない酸化マグネシウムフィラーの量がシランカップリング剤処理している酸化マグネシウムフィラーを含む全無機フィラーの１〜２０質量％であることで本発明の目的を達することができ、さらに２〜１０質量％であることが熱伝導性、耐水性の観点から好ましい。 The magnesium oxide filler contained in the heat conductive material of the present invention is a mixture of a magnesium oxide filler that has been surface-treated with a silane coupling agent (treated with a silane coupling agent) and one that has not. The object of the present invention can be achieved when the amount of the magnesium oxide filler not subjected to the silane coupling agent treatment is 1 to 20% by mass of the total inorganic filler including the magnesium oxide filler treated with the silane coupling agent. And more preferably 2 to 10% by mass from the viewpoints of thermal conductivity and water resistance.
酸化マグネシウムフィラーの表面処理に使用するシランカップリング剤としては、モノマーあるいはオリゴマーのいずれであってもよい。かかるモノマーとしては、具体的には、Ｒ５ ｎＳｉ（ＯＲ６）４−ｎの構造式で示される化合物を例示することができ、ここで、ｎは１〜３の整数であり、Ｒ５は活性水素を有する基（例えばアミノ基、メルカプト基、ウレイド基など）、重合性反応基（例えばビニル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、スチリル基など）、活性水素と反応し得る基（例えばエポキシ基、イソシアネート基など）、アルキル基（直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもあってもよく、炭素原子数が２〜１８の範囲内にあることが好ましい）、およびフェニル基が挙げられ、ＯＲ６はメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基から選択される基であり、ｎが１〜２の場合（ＯＲ６が２以上の場合）、ＯＲ６は同一であっても異なっていてもよい。 The silane coupling agent used for the surface treatment of the magnesium oxide filler may be either a monomer or an oligomer. Such monomers, specifically, R 5 n Si (OR 6 ) can be exemplified by compounds represented by the structural formula 4-n, where, n is an integer of 1-3, R 5 Is a group having an active hydrogen (eg, an amino group, a mercapto group, a ureide group, etc.), a polymerizable reactive group (eg, a vinyl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, a styryl group, etc.), a group capable of reacting with active hydrogen (eg, an epoxy group) , An isocyanate group, etc.), an alkyl group (which may be linear, branched or cyclic, preferably having 2 to 18 carbon atoms), and a phenyl group. 6 is a group selected from an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group. When n is 1 to 2 (when OR 6 is 2 or more), OR 6 may be the same or different.
上記したシランカップリング剤の内、アミノ基を有するシランカップリング剤、ビニル基を有するシランカップリング剤、アルキル基を有するシランカップリング剤等が好ましい。 Among the above silane coupling agents, a silane coupling agent having an amino group, a silane coupling agent having a vinyl group, a silane coupling agent having an alkyl group, and the like are preferable.
アミノ基を有するシランカップリング剤の例としては、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン及びＮ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an amino group include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 -(Aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, Examples include N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride.
ビニル基を有するシランカップリング剤の例としては、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランなどのビニルシラン等が挙げられ、アルキル基を有するシランカップリング剤の例としてはヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、デシルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。中でも粘着性の良好な熱伝導材料が得られる観点からビニル基を有するシランカップリング剤がより好ましい。 Examples of the silane coupling agent having a vinyl group include vinyl silanes such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane.Examples of the silane coupling agent having an alkyl group include hexyltrimethoxysilane and decyltriethoxysilane. Silane, decylmethyldiethoxysilane, and the like. Among them, a silane coupling agent having a vinyl group is more preferable from the viewpoint of obtaining a heat conductive material having good adhesiveness.
酸化マグネシウムフィラーのシランカップリング剤による表面の処理方法は、乾式法、湿式法のいずれであっても良い。 The method of treating the surface of the magnesium oxide filler with the silane coupling agent may be either a dry method or a wet method.
本発明において熱伝導材料が含有する酸化マグネシウムフィラーは、シランカップリング剤による表面処理以外に国際公開第２０１５／１２２４２７号パンフレットに記載のハロゲン化物処理、特開２０１５−１３９４９号公報に記載のリン酸エステル化合物処理など、公知の処理も施すことができる。これらの処理は、シランカップリング剤で表面処理していない酸化マグネシウムフィラーの表面処理として行ってもよく、シランカップリング剤で表面処理した酸化マグネシウムフィラーの表面処理として、シランカップリング剤による表面処理と組み合わせて用いてもよい。この場合、該処理はシランカップリング剤による表面処理の前に行っても良く、後に行っても良い。 In the present invention, the magnesium oxide filler contained in the heat conductive material may be a halide treatment described in WO 2015/122427 pamphlet, or a phosphoric acid described in JP-A-2015-13949, in addition to the surface treatment with a silane coupling agent. A known treatment such as an ester compound treatment can also be performed. These treatments may be performed as a surface treatment of a magnesium oxide filler not surface-treated with a silane coupling agent, or a surface treatment with a silane coupling agent as a surface treatment of a magnesium oxide filler surface-treated with a silane coupling agent. May be used in combination. In this case, the treatment may be performed before or after the surface treatment with the silane coupling agent.
本発明において無機フィラーは、酸化マグネシウムフィラー以外にも、他の無機フィラーを混合して用いることも可能である。他の無機フィラーとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化珪素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ダイヤモンド、珪藻土、二酸化珪素などの熱伝導性フィラーが挙げられる。これら酸化マグネシウムフィラー以外の熱伝導性フィラーは、上記したシランカップリング剤やリン酸等による表面処理が施されていても、施されていなくても良いが、シランカップリング剤による表面処理が施されていることが好ましい。他の熱伝導性フィラーの好ましい平均粒子径は０．１〜２００μｍであり、さらに好ましくは０．５〜７０μｍである。また無機フィラー全体に対する酸化マグネシウムフィラー（シランカップリング剤処理されたものとされていないものを合計した量）の割合は７０質量％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８５質量％以上である。 In the present invention, the inorganic filler may be used by mixing other inorganic fillers in addition to the magnesium oxide filler. Other inorganic fillers include thermally conductive fillers such as aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, diamond, diatomaceous earth, and silicon dioxide. These heat conductive fillers other than the magnesium oxide filler may or may not be subjected to the surface treatment with the above-described silane coupling agent or phosphoric acid, but may be subjected to the surface treatment with the silane coupling agent. It is preferred that The preferred average particle size of the other heat conductive filler is 0.1 to 200 μm, more preferably 0.5 to 70 μm. Further, the ratio of the magnesium oxide filler (the total amount of those not treated with the silane coupling agent) to the entire inorganic filler is preferably 70% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more.
本発明の熱伝導材料はバインダーを有し、かかるバインダーとしては、熱伝導材料を必要な時に簡易に貼合できることから粘着性を有するバインダーが好ましく、粘着性を有するバインダーとしては公知の粘着剤を用いることができ、その他にも粘着性の無い熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができる。粘着剤としては、例えばアクリル粘着剤、エポキシ粘着剤、ウレタン系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を使用することができる。中でもアクリル粘着剤、エポキシ粘着剤を用いることが好ましい。 The heat conductive material of the present invention has a binder, and as such a binder, a binder having tackiness is preferable because the heat conductive material can be easily bonded when necessary, and a known pressure-sensitive adhesive is used as the binder having tackiness. Alternatively, a thermosetting resin or a thermoplastic resin having no tackiness can be used. As the adhesive, for example, an acrylic adhesive, an epoxy adhesive, a urethane-based adhesive, a synthetic rubber-based adhesive, a natural rubber-based adhesive, a silicone-based adhesive, and the like can be used. Among them, it is preferable to use an acrylic adhesive or an epoxy adhesive.
本発明の熱伝導材料が好ましく含有するアクリル粘着剤としてはアクリルモノマーを含む複数のモノマー成分を重合したアクリル共重合体を用いることができる。アクリルモノマーを含めて、アクリル粘着剤で使用できるモノマー成分としては、例えば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有モノマーまたはその無水物（例えば無水マレイン酸等）、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸−ｓ−ブチル、（メタ）アクリル酸−ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸イソペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸イソデシル、（メタ）アクリル酸ウンデシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸テトラデシル、（メタ）アクリル酸ペンタデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸ヘプタデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸イソステアリル、（メタ）アクリル酸ノナデシル、（メタ）アクリル酸エイコシル等の炭素数が１〜２０の直鎖または分岐鎖状のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸−２−メトキシエチル、（メタ）アクリル酸−２−エトキシエチル、（メタ）アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、（メタ）アクリル酸−３−メトキシプロピル、（メタ）アクリル酸−３−エトキシプロピル、（メタ）アクリル酸−４−メトキシブチル、（メタ）アクリル酸−４−エトキシブチル等の（メタ）アクリル酸アルコキシアルキルエステル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸−４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸−６−ヒドロキシヘキシル等の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル、ビニルアルコール、アリルアルコール等のヒドロキシル基（水酸基）含有モノマー、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド等のアミド基含有モノマー、（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸−ｔ−ブチルアミノエチル等のアミノ基含有モノマー、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸メチルグリシジル等のグリシジル基含有モノマー、アクリロニトリルやメタクリロニトリル等のシアノ基含有モノマー、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、（メタ）アクリロイルモルホリンの他、Ｎ−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピペリドン、Ｎ−ビニルピリミジン、Ｎ−ビニルピペラジン、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルオキサゾール等の複素環含有ビニル系モノマー、ビニルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基含有モノマー、２−ヒドロキシエチルアクリロイルフォスフェート等のリン酸基含有モノマー、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のイミド基含有モノマー、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有モノマー等が挙げられる。 As the acrylic pressure-sensitive adhesive preferably contained in the heat conductive material of the present invention, an acrylic copolymer obtained by polymerizing a plurality of monomer components including an acrylic monomer can be used. Examples of monomer components that can be used in the acrylic pressure-sensitive adhesive, including acrylic monomers, include, for example, carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, isocrotonic acid, and anhydrides thereof ( For example, maleic anhydride), methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, ( S-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, (meth) Octyl acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (meth) acryl Isooctyl acid, nonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Tridecyl, tetradecyl (meth) acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Nonadecyl, eicosyl (meth) acrylate and the like, alkyl (meth) acrylate having a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylate 2-ethoxyethyl acrylate, (meth) acrylate (E.g., xytriethylene glycol, 3-methoxypropyl (meth) acrylate, 3-ethoxypropyl (meth) acrylate, 4-methoxybutyl (meth) acrylate, and 4-ethoxybutyl (meth) acrylate) Alkoxyalkyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxy (meth) acrylate Hydroxyl-containing (hydroxyl) -containing monomers such as hydroxyalkyl (meth) acrylate such as hexyl, vinyl alcohol and allyl alcohol, (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N -Methoxymethyl (meth) acrylia Amide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, amide group-containing monomers such as N-hydroxyethyl acrylamide, aminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, t-butylamino (meth) acrylate Amino-containing monomers such as ethyl, glycidyl (meth) acrylate, glycidyl-containing monomers such as methyl glycidyl (meth) acrylate, cyano-containing monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile, N-vinyl-2-pyrrolidone, In addition to (meth) acryloylmorpholine, heterocyclic-containing vinyl monomers such as N-vinylpyridine, N-vinylpiperidone, N-vinylpyrimidine, N-vinylpiperazine, N-vinylpyrrole, N-vinylimidazole, N-vinyloxazole, vinyl Sulfone Sulfonic acid group-containing monomers such as sodium, phosphoric acid group-containing monomers such as 2-hydroxyethylacryloyl phosphate, imide group-containing monomers such as cyclohexylmaleimide and isopropylmaleimide, and isocyanate group-containing monomers such as 2-methacryloyloxyethylisocyanate. No.
本発明で用いるアクリル粘着剤の市販品としては、例えばトーヨーケム（株）製オリバイン（登録商標）ＢＰＳ６０７４ＴＨＦ、オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ、オリバインＢＰＳ６４３０ＯＰ、オリバインＢＰＳ６０７８ＴＦ、綜研化学（株）製ＳＫダイン（登録商標）１７００ＤＴ、ＳＫダイン１５０２Ｃ、サイデン化学（株）製サイビノール（登録商標）ＡＴＤ５０、サイビノールＡＴ１９３、東亞合成（株）製アロンタック（登録商標）Ｓ１５１１Ｘ、アロンタックＳ３４０３などが挙げられる。 Commercially available acrylic pressure-sensitive adhesives used in the present invention include, for example, Olivein (registered trademark) BPS6074THF, Olivine BPS6574OS, Olivine BPS6430OP, Olivine BPS6078TF, SK Dyne (registered trademark) 1700DT, SK, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. Dyne 1502C, Sibinol (registered trademark) ATD50 and Sibinol AT193 manufactured by Seiden Chemical Co., Ltd., ARONTAC (registered trademark) S1511X and ARONTAC S3403 manufactured by Toagosei Co., Ltd.
本発明においてアクリル粘着剤の凝集力をより一層向上させ、安定した熱伝導率を得る上で、アクリル粘着剤とともに架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤としては、イソシアネート架橋剤、エポキシ架橋剤、金属キレート架橋剤、アジリジン架橋剤等を使用することができる。中でも、イソシアネート架橋剤及びエポキシ架橋剤を使用することが好ましい。なお、本発明において架橋剤の量はバインダー成分量に含むものとする。 In the present invention, in order to further improve the cohesive force of the acrylic pressure-sensitive adhesive and obtain a stable thermal conductivity, it is preferable to include a crosslinking agent together with the acrylic pressure-sensitive adhesive. As a crosslinking agent, an isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, a metal chelate crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, or the like can be used. Especially, it is preferable to use an isocyanate crosslinking agent and an epoxy crosslinking agent. In the present invention, the amount of the crosslinking agent is included in the amount of the binder component.
本発明の熱伝導材料のバインダーとして用いることのできるエポキシ粘着剤としては公知のエポキシ粘着剤であり、好ましくは脂肪鎖変性エポキシ樹脂、シクロペンタジエン変性エポキシ樹脂やナフタレン変性エポキシ樹脂等の炭化水素変性エポキシ樹脂、エラストマー変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。好ましいエポキシ樹脂の例としては、ＤＩＣ（株）製エピクロン（登録商標）８６０、エピクロン９００−ＩＭ、エピクロンＥＸＡ−４８１６、エピクロンＥＸＡ−４８２２、新日鉄住金化学（株）製エポトート（登録商標）ＹＤ−１３４、三菱ケミカル（株）製ｊＥＲ（登録商標）８３４、ｊＥＲ８７２、住友化学（株）製ＥＬＡ−１３４等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；ＤＩＣ（株）製エピクロンＨＰ−４０３２等のナフタレン型エポキシ樹脂；ＤＩＣ（株）製エピクロンＮ−７４０等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂等である。これらのエポキシ樹脂は１種類を用いるか、又は２種類以上を併用することができる。 The epoxy adhesive that can be used as the binder of the heat conductive material of the present invention is a known epoxy adhesive, preferably a hydrocarbon-modified epoxy such as a fatty chain-modified epoxy resin, a cyclopentadiene-modified epoxy resin or a naphthalene-modified epoxy resin. Resins, elastomer-modified epoxy resins, silicone-modified epoxy resins, and the like. Preferred examples of the epoxy resin include Epicron (registered trademark) 860, Epicron 900-IM, Epicron EXA-4816 and Epicron EXA-4822 manufactured by DIC Corporation, and Epototo (registered trademark) YD-134 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. Bisphenol A type epoxy resin such as jER (registered trademark) 834, jER872 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, ELA-134 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .; Naphthalene type epoxy resin such as Epicron HP-4032 manufactured by DIC Corporation; DIC Phenol novolak type epoxy resin such as Epicron N-740 manufactured by K.K. One of these epoxy resins can be used, or two or more can be used in combination.
エポキシ接着剤には、硬化剤、効果促進剤を加えることができる。硬化剤としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂環式酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族酸無水物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシリレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド、ポリフェノール化合物等が挙げられる。硬化促進剤としては、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）などの第三級アミン、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられる。 A curing agent and an effect accelerator can be added to the epoxy adhesive. Examples of the curing agent include alicyclic acid anhydrides such as methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) and hexahydrophthalic anhydride; aromatic acid anhydrides such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride and benzophenonetetracarboxylic acid; and diethylenetriamine. And aliphatic polyamines such as triethylenetetramine and meta-xylylenediamine; aromatic polyamines such as diaminodiphenylmethane, m-phenylenediamine and diaminodiphenylsulfone; dicyandiamide; and polyphenol compounds. Examples of the curing accelerator include tertiary amines such as benzyldimethylamine (BDMA), and imidazole compounds such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole.
本発明において熱伝導材料はバインダー成分として、上記したアクリル粘着剤とエポキシ粘着剤を混合して用いてもよく、さらにこれらアクリル粘着剤やエポキシ粘着剤以外にも他の粘着剤を混合して用いることも可能である。他の粘着剤としては、天然ゴムやイソプレンゴム、クロロプレンゴムなどのゴム成分として知られる有機高分子化合物、シリコーン樹脂や、ロジン粘着付与樹脂、重合ロジン粘着付与樹脂、重合ロジンエステル粘着付与樹脂、ロジンフェノール粘着付与樹脂、安定化ロジンエステル粘着付与樹脂、不均化ロジンエステル粘着付与樹脂、水添ロジンエステル粘着付与樹脂、テルペン粘着付与樹脂、テルペンフェノール粘着付与樹脂、石油樹脂粘着付与樹脂等の粘着付与樹脂等が挙げられる。本発明において熱伝導性材料が含有するアクリル粘着剤および／またはエポキシ粘着剤の割合はバインダー全体を１００体積部とした場合、７０体積部以上が好ましく、さらに好ましくは８５体積部以上である。 In the present invention, the heat conductive material may be used as a binder component by mixing the acrylic pressure-sensitive adhesive and the epoxy pressure-sensitive adhesive described above, and further mixing and using other pressure-sensitive adhesives in addition to the acrylic pressure-sensitive adhesive and the epoxy pressure-sensitive adhesive. It is also possible. Other adhesives include organic polymer compounds known as rubber components such as natural rubber, isoprene rubber, and chloroprene rubber, silicone resins, rosin tackifier resins, polymerized rosin tackifier resins, polymerized rosin ester tackifier resins, rosin Tackifying phenolic tackifying resin, stabilized rosin ester tackifying resin, disproportionated rosin ester tackifying resin, hydrogenated rosin ester tackifying resin, terpene tackifying resin, terpene phenol tackifying resin, petroleum resin tackifying resin, etc. Resins. In the present invention, the ratio of the acrylic pressure-sensitive adhesive and / or the epoxy pressure-sensitive adhesive contained in the heat conductive material is preferably 70 parts by volume or more, more preferably 85 parts by volume or more, when the whole binder is 100 parts by volume.
本発明の熱伝導材料の酸化マグネシウムフィラーを含む無機フィラーとバインダーの質量比は十分な熱伝導性を得るためには３．５以上が好ましく、４以上であることがより好ましい。また十分な粘着力を得るためには該質量比の上限は１０以下であることが好ましい。本発明の熱伝導材料の厚みは、例えばヒートシンクと基板とのギャップによるなど、使用用途によっても異なるが、５０μｍ〜５ｍｍである。あまり厚くなると熱抵抗が大きくなるので、好ましくは７５〜５００μｍである。 The mass ratio of the inorganic filler including the magnesium oxide filler to the binder of the heat conductive material of the present invention is preferably 3.5 or more, more preferably 4 or more, in order to obtain sufficient thermal conductivity. In order to obtain a sufficient adhesive strength, the upper limit of the mass ratio is preferably 10 or less. The thickness of the heat conductive material of the present invention is 50 μm to 5 mm, depending on the intended use, for example, depending on the gap between the heat sink and the substrate. If the thickness is too large, the thermal resistance increases, so that the thickness is preferably 75 to 500 μm.
本発明において熱伝導材料は下記化１で示される酸性リン酸化合物と下記化２で示されるリン酸エステルを含有することが好ましい。 In the present invention, the heat conductive material preferably contains an acidic phosphoric acid compound represented by the following chemical formula 1 and a phosphate ester represented by the following chemical formula 2.
式中Ｒ１はアルキル基またはアルケニル基を表す。該アルキル基としては、炭素数が３〜２０の直鎖あるいは分岐したアルキル基が好ましく、例えばブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、イソデシル基、ドデシル基、ペンタデシル基等が例示される。アルケニル基としては、炭素数が３〜２０の直鎖のアルケニル基が好ましく、例えば、アリル基、ブタジエニル基、ペンテニル基、トリデセニル基、オレイル基などが例示される。なお上記したアルキル基およびアルケニル基は置換基を有していても有していなくてもよい。また式中ｌは０以上の整数を表し、０〜５であることが好ましく、ｍは１もしくは２を表す。 In the formula, R 1 represents an alkyl group or an alkenyl group. The alkyl group is preferably a straight-chain or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, for example, butyl, isobutyl, hexyl, octyl, nonyl, isodecyl, dodecyl, pentadecyl and the like. Is done. As the alkenyl group, a linear alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferable, and examples thereof include an allyl group, a butadienyl group, a pentenyl group, a tridecenyl group, and an oleyl group. Note that the above-described alkyl group and alkenyl group may or may not have a substituent. In the formula, l represents an integer of 0 or more, preferably 0 to 5, and m represents 1 or 2.
式中Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同じであっても異なっても良く、それぞれ、アリール基、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアルケニル基を表す。なおこれらの基は置換基を有していても有していなくても良い。アリール基としては、例えばフェニル基、クレジル基、トリル基、メトキシフェニル基、クロロフェニル基、ニトロフェニル基、ナフチル基等が例示され、アルキル基としては炭素数が３以上のアルキル基が好ましく、プロピル基、ヘキシル基、ノニル基などが例示され、シクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル、シクロヘキシル基等が例示され、アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が例示され、アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などが例示される。 In the formula, R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and each represents an aryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Note that these groups may or may not have a substituent. Examples of the aryl group include a phenyl group, a cresyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, a chlorophenyl group, a nitrophenyl group, and a naphthyl group. The alkyl group is preferably an alkyl group having 3 or more carbon atoms, and a propyl group , Hexyl group, nonyl group and the like are exemplified, as the cycloalkyl group, for example, cyclopropyl, cyclohexyl group, and the like, as the aralkyl group, for example, benzyl group, phenethyl group, and the like, and as the alkenyl group, For example, a vinyl group, an allyl group, a butadienyl group and the like are exemplified.
上記した化１で示される酸性リン酸化合物の中でもＲ１として炭素数が３〜２０の直鎖あるいは分岐したアルキル基を有する酸性リン酸エステルが特に好ましく、この具体例としては、ｌ＝０のものとしてはリン酸モノイソブチル、リン酸モノイソデシル、リン酸モノオレイル、リン酸モノ−２−エチルヘキシル、リン酸ジブチル、リン酸ジオレイルなどが挙げられ、ｌが１以上のものとして、ｍが２、ｌが２、Ｒ１がＣ１２〜１５のアルキルであるポリオキシエチレンエーテルリン酸、ｍが２、ｌが４、Ｒ１がＣ１２〜１５のアルキルであるポリオキシエチレンエーテルリン酸などが挙げられる。 Among the acidic phosphoric acid compounds represented by the above formula 1 , an acidic phosphoric acid ester having a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms as R 1 is particularly preferable, and specific examples thereof include 1 = 0 Examples thereof include monoisobutyl phosphate, monoisodecyl phosphate, monooleyl phosphate, mono-2-ethylhexyl phosphate, dibutyl phosphate, dioleyl phosphate, and the like. 2, polyoxyethylene ether phosphoric acid in which R 1 is C12-15 alkyl, and polyoxyethylene ether phosphoric acid in which m is 2, l is 4, and R 1 is C12-15 alkyl.
上記した化２で示されるリン酸エステルの中でもＲ２〜Ｒ４として炭素数が３以上のアルキル基を有する化合物、およびＲ２〜Ｒ４としてアリール基を有する化合物が好ましく、この具体例としては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリキシリル、リン酸ジエチルベンジル、リン酸ジエチルｐ−クロロベンジルなどが挙げられる。中でもリン酸トリクレジル、リン酸トリキシリルなどアリール基を有するリン酸トリエステルが特に好ましい。 Compounds carbon number as R 2 to R 4 among phosphoric acid ester represented by the above-described Formula 2 has 3 or more alkyl groups, and compounds having an aryl group is preferable as R 2 to R 4, a specific example is , Trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylyl phosphate, diethylbenzyl phosphate, diethyl p-chlorobenzyl phosphate and the like. Of these, phosphate triesters having an aryl group, such as tricresyl phosphate and trixylyl phosphate, are particularly preferred.
本発明の熱伝導材料が含有する前記化１で示される酸性リン酸化合物の量は無機フィラーに対して０．０１〜１０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．１〜５質量％である。また前記化２で示されるリン酸エステルの量は０．１〜１５質量％であることが好ましく、より好ましくは１〜１０質量％である。また化１で示される酸性リン酸化合物と化２で示されるリン酸エステルの質量比は１：１０〜５：１であることが好ましく、さらに好ましくは１：８〜２：１である。 The amount of the acidic phosphoric acid compound represented by Chemical formula 1 contained in the heat conductive material of the present invention is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the inorganic filler. It is. Further, the amount of the phosphoric ester represented by Chemical Formula 2 is preferably 0.1 to 15% by mass, and more preferably 1 to 10% by mass. The mass ratio of the acidic phosphoric acid compound represented by Chemical Formula 1 to the phosphate ester represented by Chemical Formula 2 is preferably 1:10 to 5: 1, and more preferably 1: 8 to 2: 1.
本発明の熱伝導材料は、さらに界面活性剤、金属石鹸など公知の物質を使用することができる。 Known substances such as surfactants and metal soaps can be further used for the heat conductive material of the present invention.
本発明の熱伝導材料は好ましくは上記した成分を含有し有機溶剤で希釈された塗液を離型フィルム上に塗布し、乾燥して熱伝導性粘着剤層を形成し、該粘着剤層上に離型フィルムを貼合した熱伝導材料として使用することが好ましい。離型フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルムなど、あるいはその表面にシリコーン離型剤など公知の離型剤を塗布した離型フィルムが例示される。 The heat conductive material of the present invention preferably contains a coating liquid diluted with an organic solvent containing the above-described components, coated on a release film, and dried to form a heat conductive pressure-sensitive adhesive layer. It is preferable to use as a heat conductive material in which a release film is adhered to. Examples of the release film include a polyethylene terephthalate (PET) film, a polypropylene (PP) film, a polyethylene (PE) film, and the like, or a release film having a surface thereof coated with a known release agent such as a silicone release agent. .
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following examples.
「熱伝導材料の作製」
（株）シンキー製攪拌機ＡＲ２５０に下記の熱伝導材料塗液１を投入し、撹拌モードで３分間撹拌した。得られた塗液を離型フィルム（アイム（株）製ＲＦ−ＣＳ００１）に乾燥膜厚が１５０μｍとなるよう塗布し、９０℃で１分間乾燥して、熱伝導性粘着剤層を得た。乾燥後直ちに該粘着剤層表面に離型フィルム（アイム（株）製ＲＦ−ＣＳ００４）を貼合し、熱伝導材料１を得た。
"Production of heat conductive material"
The following heat conductive material coating liquid 1 was put into a stirrer AR250 manufactured by Shinky Co., Ltd., and stirred in a stirring mode for 3 minutes. The obtained coating solution was applied to a release film (RF-CS001, manufactured by I'M Co., Ltd.) so as to have a dry film thickness of 150 μm, and dried at 90 ° C. for 1 minute to obtain a heat conductive adhesive layer. Immediately after drying, a release film (RF-CS004 manufactured by Aim Co., Ltd.) was bonded to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer to obtain a heat conductive material 1.
＜熱伝導材料塗液１＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー。平均粒子径１０μｍ。酸化マグネシウム純度９６．５質量％） ２１．６ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤。固形分５７質量％） ９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤。固形分３７．５質量％） ０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 1>
21.6 g RF-10C-SC (a magnesium oxide filler having a surface treated with a vinyl silane coupling agent manufactured by Ube Materials Co., Ltd .; average particle diameter: 10 μm; purity of magnesium oxide: 96.5% by mass)
9.15 g of Olivain BPS6574OS (acrylic pressure-sensitive adhesive manufactured by Toyochem Co., Ltd., solid content: 57% by mass)
0.3 g of Olivain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Co., Ltd., solid content: 37.5% by mass)
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
下記の熱伝導材料塗液２を用いる以外は熱伝導材料１と同様にして、熱伝導材料２を作製した。 A heat conductive material 2 was prepared in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 2 was used.
＜熱伝導材料塗液２＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） ２１．３ｇ
ＲＦ−１０Ｃ（宇部マテリアルズ（株）製表面処理なし酸化マグネシウムフィラー）
０．３２ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤）
９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤）
０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 2>
RF-10C-SC (magnesium oxide filler with surface treated vinyl silane coupling agent manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) 21.3 g
RF-10C (Magnesium oxide filler without surface treatment manufactured by Ube Materials Co., Ltd.)
0.32g
Olivain BPS6574OS (acrylic adhesive manufactured by Toyochem Corporation)
9.15g
Olibain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Corporation)
0.3g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
下記の熱伝導材料塗液３を用いる以外は熱伝導材料１と同様にして、熱伝導材料３を作製した。 A heat conductive material 3 was produced in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 3 was used.
＜熱伝導材料塗液３＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） ２１．１ｇ
ＲＦ−１０Ｃ（宇部マテリアルズ（株）製表面処理なし酸化マグネシウムフィラー）
０．５４ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤）
９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤）
０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 3>
RF-10C-SC (magnesium oxide filler with surface treated vinyl silane coupling agent manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) 21.1 g
RF-10C (Magnesium oxide filler without surface treatment manufactured by Ube Materials Co., Ltd.)
0.54g
Olivain BPS6574OS (acrylic adhesive manufactured by Toyochem Corporation)
9.15g
Olibain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Corporation)
0.3g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
下記の熱伝導材料塗液４を用いる以外は熱伝導材料１と同様にして、熱伝導材料４を作製した。 A heat conductive material 4 was produced in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 4 was used.
＜熱伝導材料塗液４＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） １９．９ｇ
ＲＦ−１０Ｃ（宇部マテリアルズ（株）製表面処理なし酸化マグネシウムフィラー）
１．７３ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤）
９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤）
０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 4>
19.9 g RF-10C-SC (Ube Materials Co., Ltd. surface treated vinyl silane coupling agent magnesium oxide filler)
RF-10C (Magnesium oxide filler without surface treatment manufactured by Ube Materials Co., Ltd.)
1.73g
Olivain BPS6574OS (acrylic adhesive manufactured by Toyochem Corporation)
9.15g
Olibain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Corporation)
0.3g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
下記の熱伝導材料塗液５を用いる以外は熱伝導材料１と同様にして、熱伝導材料５を作製した。 A heat conductive material 5 was produced in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 5 was used.
＜熱伝導材料塗液５＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） １９ｇ
ＲＦ−１０Ｃ（宇部マテリアルズ（株）製表面処理なし酸化マグネシウムフィラー）
２．５９ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤）
９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤）
０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 5>
RF-10C-SC (Ube Materials Co., Ltd. vinyl silane coupling agent surface-treated magnesium oxide filler) 19 g
RF-10C (Magnesium oxide filler without surface treatment manufactured by Ube Materials Co., Ltd.)
2.59g
Olivain BPS6574OS (acrylic adhesive manufactured by Toyochem Corporation)
9.15g
Olibain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Corporation)
0.3g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
下記の熱伝導材料塗液６を用いる以外は熱伝導材料１と同様にして、熱伝導材料６を作製した。 A heat conductive material 6 was produced in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 6 was used.
＜熱伝導材料塗液６＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） １７．９ｇ
ＲＦ−１０Ｃ（宇部マテリアルズ（株）製表面処理なし酸化マグネシウムフィラー）
３．６７ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤）
９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤）
０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 6>
RF-10C-SC (Magnesium oxide filler with surface treated vinyl silane coupling agent manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) 17.9 g
RF-10C (Magnesium oxide filler without surface treatment manufactured by Ube Materials Co., Ltd.)
3.67g
Olivain BPS6574OS (acrylic adhesive manufactured by Toyochem Corporation)
9.15g
Olibain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Corporation)
0.3g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
下記の熱伝導材料塗液７を用いる以外は熱伝導材料１と同様にして、熱伝導材料７を作製した。 A heat conductive material 7 was produced in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 7 was used.
＜熱伝導材料塗液７＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） １６．２ｇ
ＲＦ−１０Ｃ（宇部マテリアルズ（株）製表面処理なし酸化マグネシウムフィラー）
５．４ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤）
９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤）
０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 7>
RF-10C-SC (Ube Materials Co., Ltd. surface treated vinyl silane coupling agent magnesium oxide filler) 16.2 g
RF-10C (Magnesium oxide filler without surface treatment manufactured by Ube Materials Co., Ltd.)
5.4g
Olivain BPS6574OS (acrylic adhesive manufactured by Toyochem Corporation)
9.15g
Olibain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Corporation)
0.3g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
下記の熱伝導材料塗液８を用いる以外は熱伝導材料１と同様にして、熱伝導材料８を作製した。 A heat conductive material 8 was produced in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 8 was used.
＜熱伝導材料塗液８＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） ２１．１ｇ
ＡＳ−１０（昭和電工（株）製アルミナフィラー） ０．５４ｇ
オリバインＢＰＳ６５７４ＯＳ（トーヨーケム（株）製アクリル粘着剤）
９．１５ｇ
オリバインＢＨＳ８５１５（トーヨーケム（株）製イソシアネート架橋剤）
０．３ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 8>
RF-10C-SC (magnesium oxide filler with surface treated vinyl silane coupling agent manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) 21.1 g
AS-10 (Alumina filler manufactured by Showa Denko KK) 0.54 g
Olivain BPS6574OS (acrylic adhesive manufactured by Toyochem Corporation)
9.15g
Olibain BHS8515 (isocyanate crosslinking agent manufactured by Toyochem Corporation)
0.3g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
得られた熱伝導材料１〜８を下記方法に従って、評価した。結果を表１に示す。 The obtained heat conductive materials 1 to 8 were evaluated according to the following method. Table 1 shows the results.
＜熱伝導率評価：作成直後＞
作製直後の熱伝導材料の一方の離型フィルム（ＲＦ−ＣＳ００１）を剥離し、露出した熱伝導性粘着剤層表面に銀鏡メッキ（三菱製紙（株）製シルバープレーティングシステムを使用）を施した。続いて残る離型フィルムを剥離し、同じく銀鏡メッキを施した。断面をＳＥＭで観察したところ、銀メッキ層の厚みはどちらも０．２μｍであった。得られた銀メッキ済み熱伝導材料を１ｃｍ×１ｃｍの大きさに裁断し、ＡＳＴＭ Ｅ１４６１に準拠し、ネッチ・ジャパン（株）製のＸｅフラッシュアナライザーＬＦＡ４４７Ｎａｎｏｆｌａｓｈを用い、厚み方向の熱拡散率を測定した。また熱容量が既知である参照標準物質との比較からサンプルの比熱を算出した。さらに別途水上置換法により測定した密度とから、次式により厚み方向の熱伝導率を算出した。この結果を表１に示す。
〔熱伝導率〕＝〔熱拡散率〕×〔密度〕×〔比熱〕
<Evaluation of thermal conductivity: Immediately after creation>
One release film (RF-CS001) of the heat conductive material immediately after the preparation was peeled off, and the exposed surface of the heat conductive pressure-sensitive adhesive layer was subjected to silver mirror plating (using a silver plating system manufactured by Mitsubishi Paper Mills, Ltd.). . Subsequently, the remaining release film was peeled off and subjected to silver mirror plating. When the cross sections were observed by SEM, the thickness of each of the silver plating layers was 0.2 μm. The obtained silver-plated heat conductive material was cut into a size of 1 cm × 1 cm, and the thermal diffusivity in the thickness direction was measured using a Xe flash analyzer LFA447 Nanoflash manufactured by Neth Japan Co., Ltd. in accordance with ASTM E1461. . The specific heat of the sample was calculated from a comparison with a reference standard material having a known heat capacity. Further, the thermal conductivity in the thickness direction was calculated from the density separately measured by the water displacement method according to the following equation. Table 1 shows the results.
[Thermal conductivity] = [Thermal diffusivity] × [Density] × [Specific heat]
＜熱伝導率評価：８５℃８５％１０日＞
熱伝導材料を１０ｃｍ×１０ｃｍに裁断し、一方の離型フィルム（ＲＦ−ＣＳ００１）を剥離して８５℃８５％ＲＨ環境下に１０日間保管した。その後作製直後の熱伝導材料と同様にして熱伝導率評価をした。
<Thermal conductivity evaluation: 85 ° C, 85%, 10 days>
The heat conductive material was cut into 10 cm × 10 cm, and one release film (RF-CS001) was peeled off and stored in an environment of 85 ° C. and 85% RH for 10 days. Thereafter, the thermal conductivity was evaluated in the same manner as the thermal conductive material immediately after the production.
粘着剤としてエピクロンＥＸＡ４８１６を用い、硬化剤としてエピクロンＢ５７０ ＨＣ２１２を用いた下記の熱伝導材料塗液９を用いる以外は熱伝導材料１と同様に熱伝導材料９を作製し、熱伝導材料１と同様の評価を行ったところ、熱伝導材料１と同様の結果を得た。 A heat conductive material 9 was prepared in the same manner as the heat conductive material 1 except that the following heat conductive material coating liquid 9 using Epicron EXA4816 as an adhesive and Epicron B570 HC212 as a curing agent was used. As a result, the same result as that of the heat conductive material 1 was obtained.
＜熱伝導材料塗液９＞
ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ（宇部マテリアルズ（株）製ビニルシランカップリング剤表面処理済み酸化マグネシウムフィラー） ２１．１ｇ
ＲＦ−１０Ｃ（宇部マテリアルズ（株）製表面処理なし酸化マグネシウムフィラー）
０．５４ｇ
エピクロンＥＸＡ４８１６（ＤＩＣ（株）製エポキシ粘着剤。固形分１００％）
４．３３ｇ
エピクロンＢ５７０ ＨＣ２１２（ＤＩＣ（株）製硬化剤 固形分１００％）
０．８９ｇ
リン酸モノイソデシル ０．１５ｇ
リン酸トリクレジル ０．５ｇ
酢酸エチルを加えて全量を４０ｇとした。
<Heat conductive material coating liquid 9>
RF-10C-SC (magnesium oxide filler with surface treated vinyl silane coupling agent manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) 21.1 g
RF-10C (Magnesium oxide filler without surface treatment manufactured by Ube Materials Co., Ltd.)
0.54g
Epicron EXA4816 (DIC Co., Ltd. epoxy adhesive. Solid content 100%)
4.33g
Epicron B570 HC212 (hardening agent 100% solid content manufactured by DIC Corporation)
0.89g
Monoisodecyl phosphate 0.15g
0.5 g of tricresyl phosphate
Ethyl acetate was added to make the total amount 40 g.
以上の結果から本発明の効果が明らかにわかる。 From the above results, the effect of the present invention can be clearly understood.
Claims (1)
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|---|---|---|---|
| JP2018154659A JP2020029489A (en) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | Heat conductive material |
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