JP2020055895A - 熱伝導シート - Google Patents
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Abstract
【課題】熱伝導性を維持しつつ、表面の密着性を向上させた熱伝導シートを提供する。【解決手段】本発明の熱伝導シートは、熱可塑性樹脂と粒子状炭素材料と粒子状金属材料とを含む熱伝導シートであって、前記粒子状炭素材料および前記粒子状金属材料が、前記熱伝導シートの厚み方向に配向してなり、前記熱伝導シートの表面における前記粒子状金属材料の露出度が１５％以上３０％以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、熱伝導シートに関するものである。
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。
電子部品の温度上昇による機能障害対策としては、一般に、電子部品等の発熱体に対し、金属製のヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体を取り付けることによって、放熱を促進させる方法が採られている。そして、放熱体を使用する際には、発熱体から放熱体へと熱を効率的に伝えるために、熱伝導性が高いシート状の部材（熱伝導シート）を介し、この熱伝導シートに対して所定の圧力をかけることで発熱体と放熱体とを密着させている。
そして、特許文献１には、表面に粘着層を設けることで、躯体との密着性を向上させた熱伝導シートが開示されている。
また、特許文献２には、表面に露出する黒鉛の面積率（露出度）を２５％〜８０％とすることで、熱伝導率が担保された熱伝導シートが開示されている。
さらに、特許文献３には、黒鉛層の間に金属層を介在させた熱伝導シートが開示されている。
また、特許文献２には、表面に露出する黒鉛の面積率（露出度）を２５％〜８０％とすることで、熱伝導率が担保された熱伝導シートが開示されている。
さらに、特許文献３には、黒鉛層の間に金属層を介在させた熱伝導シートが開示されている。
しかしながら、上記従来の熱伝導シートには、熱伝導性を維持しつつ、表面の密着性を向上させるという点において改善の余地があった。
そこで、本発明は、熱伝導性を維持しつつ、表面の密着性を向上させた熱伝導シートを提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者は、熱可塑性樹脂と粒子状炭素材料と粒子状金属材料とを含み、且つ、粒子状炭素材料と粒子状金属材料とが厚み方向に配向してなる熱伝導シートの表面において、粒子状金属材料の露出度が所定範囲内となるようにすることで、熱伝導性を維持しつつ、表面の密着性を向上させた熱伝導シートが得られることが可能となることを見出し、本発明を完成させた。
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、熱可塑性樹脂と粒子状炭素材料と粒子状金属材料とを含む熱伝導シートであって、前記粒子状炭素材料および前記粒子状金属材料が、前記熱伝導シートの厚み方向に配向してなり、前記熱伝導シートの表面における前記粒子状金属材料の露出度（面積割合）が１５％以上３０％以下であることを特徴とする。熱可塑性樹脂と粒子状炭素材料と粒子状金属材料とを含み、粒子状炭素材料および粒子状金属材料が厚み方向に配向してなり、表面における粒子状金属材料の露出度が１５％以上３０％以下である熱伝導シートは、熱伝導性を維持しつつ、表面の密着性を向上させることができる。
ここで、「粒子状炭素材料」とは、アスペクト比が１０以下の炭素材料を意味し、「熱伝導シートの表面」とは、熱伝導シートの少なくとも一方の表面を意味する。
なお、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
ここで、「粒子状炭素材料」とは、アスペクト比が１０以下の炭素材料を意味し、「熱伝導シートの表面」とは、熱伝導シートの少なくとも一方の表面を意味する。
なお、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
また、本発明の熱伝導シートは、粒子状金属材料のビッカーズ硬さが３以上１５０以下であることが好ましい。粒子状金属材料のビッカーズ硬さが３以上１５０以下であれば、熱伝導性を維持しつつ、駆体に対する密着性を向上させることができる。
なお、粒子状金属材料のビッカーズ硬さは、例えば、“金属硬度の一覧表と硬度の比較”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１３年１月２日更新、［平成３０年８月２２日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：
1538090429072_0.html
〉に記載されている。
なお、粒子状金属材料のビッカーズ硬さは、例えば、“金属硬度の一覧表と硬度の比較”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１３年１月２日更新、［平成３０年８月２２日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：
1538090429072_0.html
〉に記載されている。
また、本発明の熱伝導シートは、粒子状金属材料の金属が銀および銅の少なくともいずれかであることが好ましい。粒子状金属材料の金属が銀および銅の少なくともいずれかであれば、熱伝導シートの熱伝導性を維持しつつ、良好な密着性を得ることができる。
また、本発明の熱伝導シートでは、粒子状炭素材料の平均粒子径は、粒子状金属材料の平均粒子径の１０倍以下であることが好ましい。粒子状炭素材料の平均粒子径は、粒子状金属材料の平均粒子径の１０倍以下であれば、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度を調整して、熱伝導シートの熱伝導性を確実に維持しつつ、熱伝導シートの表面の密着性を確実に向上させることができる。
なお、粒子状炭素材料および粒子状金属材料の「平均粒子径」は、湿式の粒度分布測定で求めることができる。混錬後のシートの状態では、湿式の粒度分布で粒子状炭素材料および粒子状金属材料を切り分けることができないため、熱伝導シートの断面のＳＥＭ写真（例えば、図１）を観察することで、各々の平均粒子径を測定する。
ここで、湿式の粒度分布測定は、下記のように行う。
−湿式の粒度分布測定−
各フィラー（粒子状炭素材料および粒子状金属材料）を任意の溶液に分離分散させた懸濁液を調製し、次に、得られた懸濁液を試料とし、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置（堀場製作所製、型式「ＬＡ９６０」）を用いて、懸濁液に含まれる各フィラー（粒子状炭素材料および粒子状金属材料）の粒子径を測定する。そして、得られた粒子径を横軸とし、各フィラー（粒子状炭素材料および粒子状金属材料）の体積を縦軸とした粒子径分布曲線の極大値における粒子径を体積基準モード径（μｍ）として求める。
なお、粒子状炭素材料および粒子状金属材料の「平均粒子径」は、湿式の粒度分布測定で求めることができる。混錬後のシートの状態では、湿式の粒度分布で粒子状炭素材料および粒子状金属材料を切り分けることができないため、熱伝導シートの断面のＳＥＭ写真（例えば、図１）を観察することで、各々の平均粒子径を測定する。
ここで、湿式の粒度分布測定は、下記のように行う。
−湿式の粒度分布測定−
各フィラー（粒子状炭素材料および粒子状金属材料）を任意の溶液に分離分散させた懸濁液を調製し、次に、得られた懸濁液を試料とし、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置（堀場製作所製、型式「ＬＡ９６０」）を用いて、懸濁液に含まれる各フィラー（粒子状炭素材料および粒子状金属材料）の粒子径を測定する。そして、得られた粒子径を横軸とし、各フィラー（粒子状炭素材料および粒子状金属材料）の体積を縦軸とした粒子径分布曲線の極大値における粒子径を体積基準モード径（μｍ）として求める。
また、本発明の熱伝導シートは、前記熱伝導シートの表面における前記熱可塑性樹脂の露出度が３０％以上７０％以下であることが好ましい。熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度が３０％以上７０％以下であれば、良好な密着性を得ることができる。
なお、熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
なお、熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
また、本発明の熱伝導シートは、０．１ＭＰａでの加圧下における熱抵抗値が０．５０（℃／Ｗ）以下であることが好ましい。０．１ＭＰａでの加圧下における熱抵抗値が０．５０（℃／Ｗ）以下であれば、熱伝導シートの熱伝導性をより確実に向上させることができる。
なお、熱伝導シートの熱抵抗値は、実施例に記載の方法により測定することができる。
なお、熱伝導シートの熱抵抗値は、実施例に記載の方法により測定することができる。
さらに、本発明の熱伝導シートは、前記熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度に対する前記熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度の比（前記粒子状炭素材料の露出度／前記粒子状金属材料の露出度）が０．５以上３．０以下であることが好ましい。熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度に対する熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度の比（粒子状炭素材料の露出度／粒子状金属材料の露出度）が０．５以上３．０以下であれば、熱伝導シートの熱伝導性をより確実に維持しつつ、熱伝導シートの表面の密着性をより確実に向上させることができる。
なお、熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
なお、熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
本発明によれば、熱伝導性を維持しつつ、表面の密着性を向上させた熱伝導シートを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の熱伝導シートは、熱伝導性を有するため、発熱体と放熱体との間に挟み込んで使用することができる。即ち、本発明の熱伝導シートは、放熱部材として、ヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体と共に放熱装置を構成することができる。
本発明の熱伝導シートは、熱伝導性を有するため、発熱体と放熱体との間に挟み込んで使用することができる。即ち、本発明の熱伝導シートは、放熱部材として、ヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体と共に放熱装置を構成することができる。
（熱伝導シート）
本発明の熱伝導シートは、熱可塑性樹脂と粒子状炭素材料と粒子状金属材料とを含み、任意の他の成分をさらに含む。さらに、本発明の熱伝導シートは、粒子状炭素材料および粒子状金属材料が熱伝導シートの厚み方向に配向してなる構造を有し、且つ、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が１５％以上３０％以下であることを特徴とする。本発明の熱伝導シートでは、熱伝導シートの厚み方向に配向した粒子状炭素材料および粒子状金属材料により熱伝導パスが形成され、熱伝導性を呈し得るとともに、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が１５％以上３０％以下であるので、熱伝導シートの表面の密着性を向上させることができ、熱伝導シートの熱伝導性及び密着性を両立することができる。
本発明の熱伝導シートは、熱可塑性樹脂と粒子状炭素材料と粒子状金属材料とを含み、任意の他の成分をさらに含む。さらに、本発明の熱伝導シートは、粒子状炭素材料および粒子状金属材料が熱伝導シートの厚み方向に配向してなる構造を有し、且つ、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が１５％以上３０％以下であることを特徴とする。本発明の熱伝導シートでは、熱伝導シートの厚み方向に配向した粒子状炭素材料および粒子状金属材料により熱伝導パスが形成され、熱伝導性を呈し得るとともに、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が１５％以上３０％以下であるので、熱伝導シートの表面の密着性を向上させることができ、熱伝導シートの熱伝導性及び密着性を両立することができる。
＜熱可塑性樹脂＞
本発明の熱伝導シートが熱可塑性樹脂を含有することにより、使用時（放熱時）の高温環境下で、熱伝導シートの柔軟性を向上させ、熱伝導シートを介して発熱体と放熱体とを良好に密着させることができる。また、本発明の熱伝導シートの特性及び効果を失わないことを条件として、熱伝導シートに熱硬化性樹脂を併用することができる。なお、本明細書において、ゴムおよびエラストマーは、「樹脂」に含まれるものとする。
本発明の熱伝導シートが含みうる熱可塑性樹脂は、マトリックス樹脂を構成し、また、粒子状炭素材料および粒子状金属材料を結着する結着材としても機能する。
このような熱可塑性樹脂としては、「常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂」、「常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂」、などが挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、比較的低い圧力下でも、界面密着性を高めて界面熱抵抗を低下させることができ、熱伝導シートの熱伝導性（すなわち、放熱特性）を向上させることができる点で、「常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂」が好ましい。
なお、本明細書において、「常温」とは、２３℃を指し、「常圧」とは、１ａｔｍ（絶対圧）を指す。
本発明の熱伝導シートが熱可塑性樹脂を含有することにより、使用時（放熱時）の高温環境下で、熱伝導シートの柔軟性を向上させ、熱伝導シートを介して発熱体と放熱体とを良好に密着させることができる。また、本発明の熱伝導シートの特性及び効果を失わないことを条件として、熱伝導シートに熱硬化性樹脂を併用することができる。なお、本明細書において、ゴムおよびエラストマーは、「樹脂」に含まれるものとする。
本発明の熱伝導シートが含みうる熱可塑性樹脂は、マトリックス樹脂を構成し、また、粒子状炭素材料および粒子状金属材料を結着する結着材としても機能する。
このような熱可塑性樹脂としては、「常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂」、「常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂」、などが挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、比較的低い圧力下でも、界面密着性を高めて界面熱抵抗を低下させることができ、熱伝導シートの熱伝導性（すなわち、放熱特性）を向上させることができる点で、「常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂」が好ましい。
なお、本明細書において、「常温」とは、２３℃を指し、「常圧」とは、１ａｔｍ（絶対圧）を指す。
＜＜常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂＞＞
熱伝導シートが常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂を含むことにより、熱伝導シートの柔軟性を良好にすることができ、例えば、熱伝導シートと、該熱伝導シートを接着させる被着体（発熱体、放熱体）との間の密着性を高めて、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。
熱伝導シートが常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂を含むことにより、熱伝導シートの柔軟性を良好にすることができ、例えば、熱伝導シートと、該熱伝導シートを接着させる被着体（発熱体、放熱体）との間の密着性を高めて、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。
常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、熱伝導シートの難燃性、耐熱性、耐油性、および耐薬品性を向上させることに加え、比較的低い圧力下でも、界面密着性を高め、界面熱抵抗を低下させて、熱伝導シートの熱伝導性（すなわち、放熱特性）を向上させることができる点で、常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂が好ましい。
これらの中でも、熱伝導シートの難燃性、耐熱性、耐油性、および耐薬品性を向上させることに加え、比較的低い圧力下でも、界面密着性を高め、界面熱抵抗を低下させて、熱伝導シートの熱伝導性（すなわち、放熱特性）を向上させることができる点で、常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂が好ましい。
［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は、常温常圧下で液体状の熱可塑性フッ素樹脂であれば、特に制限されない。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。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
また、市販されている、常温常圧下で液状の熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、デュポン株式会社製のバイトン（登録商標）ＬＭ、ダイキン工業株式会社製のダイエル（登録商標）Ｇ−１０１、スリーエム株式会社製のダイニオンＦＣ２２１０、信越化学工業株式会社製のＳＩＦＥＬシリーズ、などが挙げられる。
常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂は、常温常圧下で液体状の熱可塑性フッ素樹脂であれば、特に制限されない。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。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
また、市販されている、常温常圧下で液状の熱可塑性フッ素樹脂としては、例えば、デュポン株式会社製のバイトン（登録商標）ＬＭ、ダイキン工業株式会社製のダイエル（登録商標）Ｇ−１０１、スリーエム株式会社製のダイニオンＦＣ２２１０、信越化学工業株式会社製のＳＩＦＥＬシリーズ、などが挙げられる。
なお、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、混練性、流動性、架橋反応性が良好で、成形性にも優れるという点から、温度８０℃における粘度（粘度係数）が、５００ｃＰ以上３０，０００ｃＰ以下であることが好ましく、５５０ｃＰ以上２５，０００ｃＰ以下であることがより好ましい。
［常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂の含有割合］
そして、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂の含有割合は、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂および後に詳述する常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂の合計含有量の４０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以下であることが好ましく、７５質量％以下であることがより好ましい。常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂の含有割合が上記範囲内であれば、熱伝導シートの柔軟性をより高めて、例えば、熱伝導シートと熱伝導シートを挟み込んでいる被着体（発熱体、放熱体）との間の密着性をより良好にし得るため、比較的低い挟持圧力下（例えば、０．５ＭＰａ以下）での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からである。
そして、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂の含有割合は、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂および後に詳述する常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂の合計含有量の４０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以下であることが好ましく、７５質量％以下であることがより好ましい。常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂の含有割合が上記範囲内であれば、熱伝導シートの柔軟性をより高めて、例えば、熱伝導シートと熱伝導シートを挟み込んでいる被着体（発熱体、放熱体）との間の密着性をより良好にし得るため、比較的低い挟持圧力下（例えば、０．５ＭＰａ以下）での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からである。
＜＜常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂＞＞
熱伝導シートが常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂を含むことにより、熱伝導シート内の強度を高めることができ、熱伝導シートのハンドリングを向上させることができる。
熱伝導シートが常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂を含むことにより、熱伝導シート内の強度を高めることができ、熱伝導シートのハンドリングを向上させることができる。
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−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種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、熱伝導シートの難燃性、耐熱性、耐油性、および耐薬品性などを向上させる観点からは、常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂としては、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂であることが好ましい。
これらの中でも、熱伝導シートの難燃性、耐熱性、耐油性、および耐薬品性などを向上させる観点からは、常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂としては、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂であることが好ましい。
［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は、常温常圧下で固体状の熱可塑性フッ素樹脂であれば、特に制限されない。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、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、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−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、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、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種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、加工性の観点から、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、ビニリデンフルオライド−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、ポリテトラフルオロエチレンのアクリル変性物、が好ましい。
常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂は、常温常圧下で固体状の熱可塑性フッ素樹脂であれば、特に制限されない。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、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、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−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、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、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種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、加工性の観点から、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、ビニリデンフルオライド−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、ポリテトラフルオロエチレンのアクリル変性物、が好ましい。
また、市販されている、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、ダイキン工業株式会社製のダイエル（登録商標）Ｇ−９１２、Ｇ−７００シリーズ、ダイエルＧ−５５０シリーズ／Ｇ−６００シリーズ、ダイエルＧ−３１０；ＡＬＫＥＭＡ社製のＫＹＮＡＲ（登録商標）シリーズ、ＫＹＮＡＲ ＦＬＥＸ（登録商標）シリーズ；スリーエム社製のダイニオンＦＣ２２１１、ＦＰＯ３６００ＵＬＶ；などが挙げられる。
［［熱可塑性フッ素樹脂の含有割合］］
熱可塑性樹脂が熱可塑性フッ素樹脂である場合、熱伝導シートにおける熱可塑性フッ素樹脂の含有割合は、３０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。熱可塑性フッ素樹脂の含有割合が上記範囲内であれば、熱伝導シートの難燃性、耐熱性、耐油性、および耐薬品性などをより向上させることができる。なお、熱可塑性樹脂が常温常圧下で液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フッ素樹脂の双方を含む場合には、それら各々の含有割合の合計が上記範囲内にあることが好ましい。
熱可塑性樹脂が熱可塑性フッ素樹脂である場合、熱伝導シートにおける熱可塑性フッ素樹脂の含有割合は、３０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。熱可塑性フッ素樹脂の含有割合が上記範囲内であれば、熱伝導シートの難燃性、耐熱性、耐油性、および耐薬品性などをより向上させることができる。なお、熱可塑性樹脂が常温常圧下で液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フッ素樹脂の双方を含む場合には、それら各々の含有割合の合計が上記範囲内にあることが好ましい。
＜熱硬化性樹脂＞
本発明の熱伝導シートの特性および効果を失わないことを条件として、熱伝導シートに任意に使用し得る熱硬化性樹脂としては、例えば、天然ゴム；ブタジエンゴム；イソプレンゴム；ニトリルゴム；水素化ニトリルゴム；クロロプレンゴム；エチレンプロピレンゴム；塩素化ポリエチレン；クロロスルホン化ポリエチレン；ブチルゴム；ハロゲン化ブチルゴム；ポリイソブチレンゴム；エポキシ樹脂；ポリイミド樹脂；ビスマレイミド樹脂；ベンゾシクロブテン樹脂；フェノール樹脂；不飽和ポリエステル；ジアリルフタレート樹脂；ポリイミドシリコーン樹脂；ポリウレタン；熱硬化型ポリフェニレンエーテル；熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル；などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
本発明の熱伝導シートの特性および効果を失わないことを条件として、熱伝導シートに任意に使用し得る熱硬化性樹脂としては、例えば、天然ゴム；ブタジエンゴム；イソプレンゴム；ニトリルゴム；水素化ニトリルゴム；クロロプレンゴム；エチレンプロピレンゴム；塩素化ポリエチレン；クロロスルホン化ポリエチレン；ブチルゴム；ハロゲン化ブチルゴム；ポリイソブチレンゴム；エポキシ樹脂；ポリイミド樹脂；ビスマレイミド樹脂；ベンゾシクロブテン樹脂；フェノール樹脂；不飽和ポリエステル；ジアリルフタレート樹脂；ポリイミドシリコーン樹脂；ポリウレタン；熱硬化型ポリフェニレンエーテル；熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル；などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
＜粒子状炭素材料＞
本発明の熱伝導シートが粒子状炭素材料を含むことにより、熱伝導シートの熱伝導性をさらに高めることができる。
粒子状炭素材料としては、特に制限されることはなく、例えば、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、薄片化黒鉛、天然黒鉛、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種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、膨張化黒鉛が好ましい。熱伝導シートに膨張化黒鉛を用いれば、熱伝導シートの熱伝導性をより向上させることができる。
本発明の熱伝導シートが粒子状炭素材料を含むことにより、熱伝導シートの熱伝導性をさらに高めることができる。
粒子状炭素材料としては、特に制限されることはなく、例えば、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、薄片化黒鉛、天然黒鉛、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種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、膨張化黒鉛が好ましい。熱伝導シートに膨張化黒鉛を用いれば、熱伝導シートの熱伝導性をより向上させることができる。
＜＜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。そして、市販の膨張化黒鉛としては、例えば、伊藤黒鉛工業株式会社製のＥＣ−１５００、ＥＣ−１０００、ＥＣ−５００、ＥＣ−３００、ＥＣ−１００、ＥＣ−５０、ＥＣ−１０（いずれも商品名）等が挙げられる。
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。そして、市販の膨張化黒鉛としては、例えば、伊藤黒鉛工業株式会社製のＥＣ−１５００、ＥＣ−１０００、ＥＣ−５００、ＥＣ−３００、ＥＣ−１００、ＥＣ−５０、ＥＣ−１０（いずれも商品名）等が挙げられる。
＜＜平均粒子径＞＞
粒子状炭素材料の平均粒子径は、５μｍ以上であることが好ましく、２５μｍ以上であることがより好ましく、２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましい。
粒子状炭素材料の平均粒子径が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの熱伝導性等を一層向上させることができる。また、粒子状炭素材料の平均粒子径が上記上限値以下であれば、熱伝導シートの強度及び形状保持能を一層高めることができる。
また、粒子状炭素材料の平均粒子径は、後述する粒子状金属材料の平均粒子径の、１０倍以下であることが好ましく、８倍以下であることがより好ましく、６倍以下であることが特に好ましく、また、０．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、４倍以上であることが特に好ましい。
粒子状炭素材料の平均粒子径が粒子状金属材料の平均粒子径の上記上限値以下であれば、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度を調整して、熱伝導シートの表面の密着性を確実に向上させることができる。また、粒子状炭素材料の平均粒子径が粒子状金属材料の平均粒子径の上記下限値以上であれば、熱伝導シートの熱伝導性を確実に維持することができる。
粒子状炭素材料の平均粒子径は、５μｍ以上であることが好ましく、２５μｍ以上であることがより好ましく、２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましい。
粒子状炭素材料の平均粒子径が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの熱伝導性等を一層向上させることができる。また、粒子状炭素材料の平均粒子径が上記上限値以下であれば、熱伝導シートの強度及び形状保持能を一層高めることができる。
また、粒子状炭素材料の平均粒子径は、後述する粒子状金属材料の平均粒子径の、１０倍以下であることが好ましく、８倍以下であることがより好ましく、６倍以下であることが特に好ましく、また、０．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、４倍以上であることが特に好ましい。
粒子状炭素材料の平均粒子径が粒子状金属材料の平均粒子径の上記上限値以下であれば、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度を調整して、熱伝導シートの表面の密着性を確実に向上させることができる。また、粒子状炭素材料の平均粒子径が粒子状金属材料の平均粒子径の上記下限値以上であれば、熱伝導シートの熱伝導性を確実に維持することができる。
＜＜アスペクト比＞＞
また、粒子状炭素材料のアスペクト比（長径／短径）は、１以上１０以下であることが好ましく、１以上５以下であることがより好ましい。
なお、本明細書において、「アスペクト比」は、粒子状炭素材料をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察し、任意の５０個の粒子状炭素材料について、最大径（長径）と、最大径に直交する方向の粒子径（短径）とを測定し、長径と短径の比（長径／短径）の平均値を算出することにより求めることができる。
また、粒子状炭素材料のアスペクト比（長径／短径）は、１以上１０以下であることが好ましく、１以上５以下であることがより好ましい。
なお、本明細書において、「アスペクト比」は、粒子状炭素材料をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察し、任意の５０個の粒子状炭素材料について、最大径（長径）と、最大径に直交する方向の粒子径（短径）とを測定し、長径と短径の比（長径／短径）の平均値を算出することにより求めることができる。
＜＜粒子状炭素材料の含有割合＞＞
そして、熱伝導シート中の粒子状炭素材料の含有割合は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、２０質量部以上であることが好ましく、３０質量部以上であることがより好ましく、４０質量部以上であることが特に好ましく、また、７０質量部以下であることが好ましく、６０質量部以下であることがより好ましく、５０質量部以下であることが特に好ましい。粒子状炭素材料の含有割合が上記下限値以上であれば、熱伝導性を向上させることができる。また、粒子状炭素材料の含有割合が上記上限値以下であれば、密着性を向上させることができる。
そして、熱伝導シート中の粒子状炭素材料の含有割合は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、２０質量部以上であることが好ましく、３０質量部以上であることがより好ましく、４０質量部以上であることが特に好ましく、また、７０質量部以下であることが好ましく、６０質量部以下であることがより好ましく、５０質量部以下であることが特に好ましい。粒子状炭素材料の含有割合が上記下限値以上であれば、熱伝導性を向上させることができる。また、粒子状炭素材料の含有割合が上記上限値以下であれば、密着性を向上させることができる。
＜粒子状金属材料＞
本発明の熱伝導シートが粒子状金属材料を含むことにより、熱伝導シートの密着性をさらに高めることができる。
本発明の熱伝導シートが粒子状金属材料を含むことにより、熱伝導シートの密着性をさらに高めることができる。
粒子状金属材料としては、特に制限はなく、例えば、銀、銅、金、白金、アルミニウム、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種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、熱伝導率が高い点で、銀、銅が好ましい。
これらの中でも、熱伝導率が高い点で、銀、銅が好ましい。
＜＜ビッカーズ硬さ＞＞
粒子状金属材料のビッカーズ硬さとしては、特に制限はないが、３以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましく、２０以上であることが特に好ましく、また、１５０以下であることが好ましく、１２０以下であることがより好ましく、１００以下であることが特に好ましい。粒子状金属材料のビッカーズ硬さが３以下の金属は存在しない。また、粒子状金属材料のビッカーズ硬さが上記上限値以下であれば、良好な作業性を保ちつつ、駆体に対する密着性を向上させることができる。
なお、銀のビッカーズ硬さは約２５であり、青銅のビッカーズ硬さは５０以上１００以下であり、黄銅のビッカーズ硬さは８０以上１５０以下であり、純銅のビッカーズ硬さは約１２０である。
粒子状金属材料のビッカーズ硬さとしては、特に制限はないが、３以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましく、２０以上であることが特に好ましく、また、１５０以下であることが好ましく、１２０以下であることがより好ましく、１００以下であることが特に好ましい。粒子状金属材料のビッカーズ硬さが３以下の金属は存在しない。また、粒子状金属材料のビッカーズ硬さが上記上限値以下であれば、良好な作業性を保ちつつ、駆体に対する密着性を向上させることができる。
なお、銀のビッカーズ硬さは約２５であり、青銅のビッカーズ硬さは５０以上１００以下であり、黄銅のビッカーズ硬さは８０以上１５０以下であり、純銅のビッカーズ硬さは約１２０である。
＜＜平均粒子径＞＞
粒子状金属材料の平均粒子径は、１μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましく、５μｍ以上であることが特に好ましく、また、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以下であることが特に好ましい。粒子状金属材料の粒子径が上記下限値以上であれば、熱伝導性と密着性とを維持することができる。また、粒子状金属材料の粒子径が上記上限値以下であれば、良好な作業性を保つことができる。
粒子状金属材料の平均粒子径は、１μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましく、５μｍ以上であることが特に好ましく、また、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以下であることが特に好ましい。粒子状金属材料の粒子径が上記下限値以上であれば、熱伝導性と密着性とを維持することができる。また、粒子状金属材料の粒子径が上記上限値以下であれば、良好な作業性を保つことができる。
＜＜粒子状金属材料の含有割合＞＞
そして、熱伝導シート中の粒子状金属材料の含有割合は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、８０質量部以上であることが好ましく、１００質量部以上であることがより好ましく、１５０質量部以上であることが特に好ましく、また、４００質量部以下であることが好ましく、３００質量部以下であることがより好ましく、２５０質量部以下であることが特に好ましい。粒子状金属材料の含有割合が上記下限値以上であれば、密着性を向上させることができる。また、粒子状金属材料の含有割合が上記上限値以下であれば、熱伝導性を向上させることができる。
そして、熱伝導シート中の粒子状金属材料の含有割合は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、８０質量部以上であることが好ましく、１００質量部以上であることがより好ましく、１５０質量部以上であることが特に好ましく、また、４００質量部以下であることが好ましく、３００質量部以下であることがより好ましく、２５０質量部以下であることが特に好ましい。粒子状金属材料の含有割合が上記下限値以上であれば、密着性を向上させることができる。また、粒子状金属材料の含有割合が上記上限値以下であれば、熱伝導性を向上させることができる。
＜他の成分＞
上記熱伝導シートには、必要に応じて、熱伝導シートの成形に使用され得る他の成分をさらに配合することができる。そして、熱伝導シートに配合し得る他の成分としては、特に制限されることなく、例えば、繊維状炭素材料；無機窒化物材料；赤りん系難燃剤、りん酸エステル系難燃剤等の難燃剤；脂肪酸エステル系可塑剤等の可塑剤；ウレタンアクリレート等の靭性改良剤；酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤；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等の濡れ性向上剤；無機イオン交換体等のイオントラップ剤；などが挙げられる。
上記熱伝導シートには、必要に応じて、熱伝導シートの成形に使用され得る他の成分をさらに配合することができる。そして、熱伝導シートに配合し得る他の成分としては、特に制限されることなく、例えば、繊維状炭素材料；無機窒化物材料；赤りん系難燃剤、りん酸エステル系難燃剤等の難燃剤；脂肪酸エステル系可塑剤等の可塑剤；ウレタンアクリレート等の靭性改良剤；酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤；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等の濡れ性向上剤；無機イオン交換体等のイオントラップ剤；などが挙げられる。
＜＜繊維状炭素材料＞＞
上記熱伝導シートが任意に含みうる繊維状炭素材料としては、特に制限されることなく、例えば、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と称することがある。）などの繊維状の炭素ナノ構造体、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種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
例えば、熱伝導シートが繊維状炭素材料を含めば、熱伝導シートの熱伝導性を向上させ得ると共に、粒子状炭素材料の粉落ちを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。
上記熱伝導シートが任意に含みうる繊維状炭素材料としては、特に制限されることなく、例えば、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と称することがある。）などの繊維状の炭素ナノ構造体、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種を単独で使用してもよいし、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
例えば、熱伝導シートが繊維状炭素材料を含めば、熱伝導シートの熱伝導性を向上させ得ると共に、粒子状炭素材料の粉落ちを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。
上述した中でも、繊維状炭素材料としては、ＣＮＴなどの繊維状の炭素ナノ構造体を用いることが好ましく、ＣＮＴを含む繊維状の炭素ナノ構造体を用いることがより好ましい。ＣＮＴを含む繊維状の炭素ナノ構造体を使用すれば、比較的低い挟持圧力での熱伝導シートの熱伝導性および強度をさらに向上させることができるからである。
＜＜無機窒化物材料＞＞
無機窒化物材料としては、例えば、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、などが挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、絶縁性と熱伝導性の付与の点で、窒化ホウ素が好ましい。
ここで、窒化ホウ素粒子の市販品の具体例としては、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製の「ＰＴ」シリーズ（例えば、「ＰＴ−１１０」）；昭和電工社製の「ショービーエヌＵＨＰ」シリーズ（例えば、「ショービーエヌＵＨＰ−１」）；Ｄａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．社製「ＨＳＬ」「ＨＳ」；などが挙げられる。
無機窒化物材料としては、例えば、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、などが挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を任意の比率で併用してもよい。
これらの中でも、絶縁性と熱伝導性の付与の点で、窒化ホウ素が好ましい。
ここで、窒化ホウ素粒子の市販品の具体例としては、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製の「ＰＴ」シリーズ（例えば、「ＰＴ−１１０」）；昭和電工社製の「ショービーエヌＵＨＰ」シリーズ（例えば、「ショービーエヌＵＨＰ−１」）；Ｄａｎｇｄｏｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．社製「ＨＳＬ」「ＨＳ」；などが挙げられる。
また、無機窒化物材料の形状としては、例えば、板状、鱗片状が挙げられ、好ましくは、鱗片状が挙げられる。
＜熱伝導シートの構造乃至性状＞
そして、本発明の熱伝導シートは、特に限定されることなく、以下の構造乃至性状を有している。
そして、本発明の熱伝導シートは、特に限定されることなく、以下の構造乃至性状を有している。
＜＜熱伝導シートの構造＞＞
本発明の熱伝導シートは、上述したような粒子状炭素材料および粒子状金属材料が熱伝導シートの厚み方向に配向してなる構造を有する。ここで、「熱伝導シートの厚み方向に配向」とは、まず熱伝導シート（二次シート）の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察し、シート内における粒子状炭素材料および粒子状金属材料がシートの厚み方向に配向している状態をいう。
本発明の熱伝導シートは、上述したような粒子状炭素材料および粒子状金属材料が熱伝導シートの厚み方向に配向してなる構造を有する。ここで、「熱伝導シートの厚み方向に配向」とは、まず熱伝導シート（二次シート）の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察し、シート内における粒子状炭素材料および粒子状金属材料がシートの厚み方向に配向している状態をいう。
＜＜熱伝導シートの熱抵抗値＞＞
熱伝導シートは、０．１ＭＰａ（１０Ｎ／ｃｍ２）での加圧下における熱抵抗値が０．５０（℃／Ｗ）以下であることが好ましく、０．３５（℃／Ｗ）以下であることがより好ましく、０．２５（℃／Ｗ）以下であることが特に好ましい。０．１ＭＰａ（１０Ｎ／ｃｍ２）での加圧下における熱抵抗値が上記上限値以下であると、比較的低い圧力が加えられる使用環境下で、優れた熱伝導性を有することができる。
ここで、熱抵抗値は、熱伝導シートの熱抵抗を測定するのに通常用いられる既知の測定方法を用いて測定することができ、樹脂材料熱抵抗試験器（例えば、日立テクノロジーアンドサービス社製、商品名「Ｃ４７１０８」）などで測定することができる。
熱伝導シートは、０．１ＭＰａ（１０Ｎ／ｃｍ２）での加圧下における熱抵抗値が０．５０（℃／Ｗ）以下であることが好ましく、０．３５（℃／Ｗ）以下であることがより好ましく、０．２５（℃／Ｗ）以下であることが特に好ましい。０．１ＭＰａ（１０Ｎ／ｃｍ２）での加圧下における熱抵抗値が上記上限値以下であると、比較的低い圧力が加えられる使用環境下で、優れた熱伝導性を有することができる。
ここで、熱抵抗値は、熱伝導シートの熱抵抗を測定するのに通常用いられる既知の測定方法を用いて測定することができ、樹脂材料熱抵抗試験器（例えば、日立テクノロジーアンドサービス社製、商品名「Ｃ４７１０８」）などで測定することができる。
＜＜熱伝導シートの厚み＞＞
熱伝導シートの厚みは、５０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましく、１５０μｍ以上であることが特に好ましく、また、５００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましく、２５０μｍ以下であることが特に好ましい。熱伝導シートの厚みが上記上限値以下であれば、発熱体及び放熱体の間に熱伝導シートを介在させる必要が生じた場合に、熱伝導シートを介した発熱体及び放熱体の間の熱移動を容易とすることができる。また、熱伝導シートの厚みが上記下限値以上であれば、熱伝導シートの強度を高めて取り扱い性を高めることができる。
熱伝導シートの厚みは、５０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましく、１５０μｍ以上であることが特に好ましく、また、５００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましく、２５０μｍ以下であることが特に好ましい。熱伝導シートの厚みが上記上限値以下であれば、発熱体及び放熱体の間に熱伝導シートを介在させる必要が生じた場合に、熱伝導シートを介した発熱体及び放熱体の間の熱移動を容易とすることができる。また、熱伝導シートの厚みが上記下限値以上であれば、熱伝導シートの強度を高めて取り扱い性を高めることができる。
＜＜熱伝導シートの表面粗さ＞＞
熱伝導シートの表面粗さＳｚは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることが特に好ましく、また、１００μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることが特に好ましい。本発明の熱伝導シートの表面粗さＳｚは、上記上限値以下であれば、良好な平滑性を得ることができる。
ここで、熱伝導シートの表面粗さＳｚは、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、２０倍の倍率で測定し、任意に４線、長さ２００μｍを選択し、線粗さに対する表面粗さＳｚを求めることができる。
熱伝導シートの表面粗さＳｚは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることが特に好ましく、また、１００μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることが特に好ましい。本発明の熱伝導シートの表面粗さＳｚは、上記上限値以下であれば、良好な平滑性を得ることができる。
ここで、熱伝導シートの表面粗さＳｚは、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、２０倍の倍率で測定し、任意に４線、長さ２００μｍを選択し、線粗さに対する表面粗さＳｚを求めることができる。
＜＜熱伝導シートの密着性（タッキング）＞＞
熱伝導シートの密着性（タッキング）は、１．７Ｎ以上であることが好ましく、２．０Ｎ以上であることがより好ましい。また、熱伝導シートの密着性（タッキング）が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの密着性を向上させることができる。
なおここで、熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定は、プローブタック試験機（株式会社レスカ製、商品名「ＴＡＣ１０００」）を用いて行うことができる。具体的には、直径１０ｍｍのフラットな形状のプローブ先端を０．５Ｎ（５０ｇｆ）の荷重で熱伝導シートに１０ｓ間押付け、プローブを熱伝導シートから引き離す時に要する力を測定温度２５℃で測定する。熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定値が大きいほど、密着性が高く、躯体とよく密着することを示す。
なお、熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度が大きくなると、密着性（タッキング）がより高くなり、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が大きくなると、密着性（タッキング）が高くなり、熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度が大きくなると、密着性（タッキング）が低くなる。
熱伝導シートの密着性（タッキング）は、１．７Ｎ以上であることが好ましく、２．０Ｎ以上であることがより好ましい。また、熱伝導シートの密着性（タッキング）が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの密着性を向上させることができる。
なおここで、熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定は、プローブタック試験機（株式会社レスカ製、商品名「ＴＡＣ１０００」）を用いて行うことができる。具体的には、直径１０ｍｍのフラットな形状のプローブ先端を０．５Ｎ（５０ｇｆ）の荷重で熱伝導シートに１０ｓ間押付け、プローブを熱伝導シートから引き離す時に要する力を測定温度２５℃で測定する。熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定値が大きいほど、密着性が高く、躯体とよく密着することを示す。
なお、熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度が大きくなると、密着性（タッキング）がより高くなり、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が大きくなると、密着性（タッキング）が高くなり、熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度が大きくなると、密着性（タッキング）が低くなる。
＜＜熱伝導シートの表面における各成分（熱可塑性樹脂、粒子状炭素材料、粒子状金属材料）の露出度＞＞
熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度は、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることが特に好ましく、また、７０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましい。本発明の熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度が上記上限値以下であれば、熱伝導性を向上させることができる。また、熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度が上記下限値以上であれば、密着性を向上させることができる。
熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度は、１８％以上であることが好ましく、２１％以上であることがより好ましく、３０％以上であることが特に好ましく、また、４２％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。本発明の熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度は、上記上限値以下であれば、密着性を向上させることができる。また、熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度が上記下限値以上であれば、熱伝導性を向上させることができる。
熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度は、１５％以上である必要があり、２０％以上であることが好ましく、また、３０％以下である必要があり、２５％以下であることが好ましい。本発明の熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度は、上記上限値以下であれば、熱伝導性を向上させることができる。また、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が上記下限値以上であれば、密着性を向上させることができる。
なお、熱伝導シートの表面における各成分（熱可塑性樹脂、粒子状炭素材料、粒子状金属材料）の露出度は、走査型顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製 ＳＵ３５００）を用いて、測定倍率を４００倍とし、加速電圧を５ｋＶとし、スポット強度を６０として、熱伝導シートの表面の画像（例えば、図２および図３）を得て、Ｗｉｎｒｏｏｆ（三谷商事株式会社製）を用いて画像処理を行うことにより算出することができる。
熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度は、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることが特に好ましく、また、７０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましい。本発明の熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度が上記上限値以下であれば、熱伝導性を向上させることができる。また、熱伝導シートの表面における熱可塑性樹脂の露出度が上記下限値以上であれば、密着性を向上させることができる。
熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度は、１８％以上であることが好ましく、２１％以上であることがより好ましく、３０％以上であることが特に好ましく、また、４２％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。本発明の熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度は、上記上限値以下であれば、密着性を向上させることができる。また、熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度が上記下限値以上であれば、熱伝導性を向上させることができる。
熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度は、１５％以上である必要があり、２０％以上であることが好ましく、また、３０％以下である必要があり、２５％以下であることが好ましい。本発明の熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度は、上記上限値以下であれば、熱伝導性を向上させることができる。また、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度が上記下限値以上であれば、密着性を向上させることができる。
なお、熱伝導シートの表面における各成分（熱可塑性樹脂、粒子状炭素材料、粒子状金属材料）の露出度は、走査型顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製 ＳＵ３５００）を用いて、測定倍率を４００倍とし、加速電圧を５ｋＶとし、スポット強度を６０として、熱伝導シートの表面の画像（例えば、図２および図３）を得て、Ｗｉｎｒｏｏｆ（三谷商事株式会社製）を用いて画像処理を行うことにより算出することができる。
また、熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度に対する熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度の比（粒子状炭素材料の露出度／粒子状金属材料の露出度）は、０．５以上であることが好ましく、１．０以上であることがより好ましく、１．５以上であることが特に好ましく、また、３．０以下であることが好ましく、２．５以下であることがより好ましく、２．０以下であることが特に好ましい。本発明の熱伝導シートの表面における粒子状金属材料の露出度に対する熱伝導シートの表面における粒子状炭素材料の露出度の比（粒子状炭素材料の露出度／粒子状金属材料の露出度）は、上記上限値以下であれば、密着性を向上させることができ、また、上記下限値以上であれば、熱伝導性を向上させることができる。
＜熱伝導シートのアスカーＣ硬度＞
熱伝導シートのアスカーＣ硬度は、６０以上であることが好ましく、６５以上であることがより好ましく、また、８０以下であることが好ましく、７５以下であることがより好ましい。本発明の熱伝導シートのアスカーＣ硬度は、上記上限値以下であれば、熱伝導シートの柔軟性を高めて、例えば、熱伝導シートと熱伝導シートを挟み込んでいる被着体（発熱体、放熱体）との間の密着性をより良好にすることができ、また、上記下限値以上であれば、熱伝導シートの強度を向上させることができる。
ここで、熱伝導シートのアスカーＣ硬度の測定は、日本ゴム協会規格（ＳＲＩＳ）のアスカーＣ法に準拠し、硬度計（高分子計器社製、商品名「ＡＳＫＥＲ ＣＬ−１５０ＬＪ」を使用して温度２５℃で行うことができる。
なお、粒子状金属材料の添加量を多くしても、熱伝導シートのアスカーＣ硬度はそれほど大きくならないが、粒子状炭素材料の添加量を多くすると、熱伝導シートのアスカーＣ硬度は大きくなる。また、粒子状炭素材料の平均粒子径を小さくすると、熱伝導シートのアスカーＣ硬度は大きくなる。
熱伝導シートのアスカーＣ硬度は、６０以上であることが好ましく、６５以上であることがより好ましく、また、８０以下であることが好ましく、７５以下であることがより好ましい。本発明の熱伝導シートのアスカーＣ硬度は、上記上限値以下であれば、熱伝導シートの柔軟性を高めて、例えば、熱伝導シートと熱伝導シートを挟み込んでいる被着体（発熱体、放熱体）との間の密着性をより良好にすることができ、また、上記下限値以上であれば、熱伝導シートの強度を向上させることができる。
ここで、熱伝導シートのアスカーＣ硬度の測定は、日本ゴム協会規格（ＳＲＩＳ）のアスカーＣ法に準拠し、硬度計（高分子計器社製、商品名「ＡＳＫＥＲ ＣＬ−１５０ＬＪ」を使用して温度２５℃で行うことができる。
なお、粒子状金属材料の添加量を多くしても、熱伝導シートのアスカーＣ硬度はそれほど大きくならないが、粒子状炭素材料の添加量を多くすると、熱伝導シートのアスカーＣ硬度は大きくなる。また、粒子状炭素材料の平均粒子径を小さくすると、熱伝導シートのアスカーＣ硬度は大きくなる。
＜熱伝導シートの調製＞
本発明の熱伝導シートは、例えば、以下に詳述する、（ｉ）プレ熱伝導シート成形工程、（ｉｉ）積層体形成工程、（ｉｉｉ）スライス工程、などを含む熱伝導シート調製方法により調製される。
本発明の熱伝導シートは、例えば、以下に詳述する、（ｉ）プレ熱伝導シート成形工程、（ｉｉ）積層体形成工程、（ｉｉｉ）スライス工程、などを含む熱伝導シート調製方法により調製される。
＜＜（ｉ）プレ熱伝導シート成形工程＞＞
プレ熱伝導シート成形工程では、熱可塑性樹脂と、粒子状炭素材料と、粒子状金属材料とを含み、任意の他の成分をさらに含む組成物を加圧してシート状に成形し、プレ熱伝導シートを得る。
プレ熱伝導シート成形工程では、熱可塑性樹脂と、粒子状炭素材料と、粒子状金属材料とを含み、任意の他の成分をさらに含む組成物を加圧してシート状に成形し、プレ熱伝導シートを得る。
〔組成物〕
ここで、組成物は、熱可塑性樹脂と、粒子状炭素材料と、粒子状金属材料と、任意の他の成分とを混合して調製することができる。そして、熱可塑性樹脂、粒子状炭素材料、粒子状金属材料、および任意の他の成分としては、本発明の熱伝導シートに含まれ得る、上述した熱可塑性樹脂、上述した粒子状炭素材料、上述した粒子状金属材料、および上述した他の成分を用いることができる。
因みに、熱伝導シートの樹脂を架橋型の樹脂とする場合には、架橋型の樹脂を含む組成物を用いてプレ熱伝導シートを成形してもよいし、架橋可能な樹脂と硬化剤とを含有する組成物を用いてプレ熱伝導シートを成形し、プレ熱伝導シート成形工程後に架橋可能な樹脂を架橋させることにより、熱伝導シートに架橋型の樹脂を含有させてもよい。
ここで、組成物は、熱可塑性樹脂と、粒子状炭素材料と、粒子状金属材料と、任意の他の成分とを混合して調製することができる。そして、熱可塑性樹脂、粒子状炭素材料、粒子状金属材料、および任意の他の成分としては、本発明の熱伝導シートに含まれ得る、上述した熱可塑性樹脂、上述した粒子状炭素材料、上述した粒子状金属材料、および上述した他の成分を用いることができる。
因みに、熱伝導シートの樹脂を架橋型の樹脂とする場合には、架橋型の樹脂を含む組成物を用いてプレ熱伝導シートを成形してもよいし、架橋可能な樹脂と硬化剤とを含有する組成物を用いてプレ熱伝導シートを成形し、プレ熱伝導シート成形工程後に架橋可能な樹脂を架橋させることにより、熱伝導シートに架橋型の樹脂を含有させてもよい。
なお、上述した成分の混合は、特に制限されることなく、ニーダー；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等のミキサー；二軸混練機；ロール；などの既知の混合装置を用いて行うことができる。また、混合は、酢酸エチル等の溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒に予め熱可塑性樹脂を溶解または分散させて樹脂溶液として、粒子状炭素材料、粒子状金属材料、および任意の他の成分と混合してもよい。そして、混合時間は、例えば、５分以上６０分以下とすることができる。また、混合温度は、例えば、５℃以上１５０℃以下とすることができる。
［組成物の成形］
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。このように組成物を加圧成形したシート状のものを、プレ熱伝導シートとすることができる。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。
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。このように組成物を加圧成形したシート状のものを、プレ熱伝導シートとすることができる。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。
ここで、組成物は、圧力が負荷される成形方法であれば、特に制限されることなく、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成形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、特に制限されることなく、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（ＰＥＴ）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℃以下、ロール間隙は５０μｍ以上２５００μｍ以下、ロール線圧は１ｋｇ／ｃｍ以上３０００ｋｇ／ｃｍ以下、ロール速度は０．１ｍ／分以上２０ｍ／分以下とすることができる。
［プレ熱伝導シート］
そして、組成物を加圧してシート状に成形してなるプレ熱伝導シートでは、粒子状炭素材料および粒子状金属材料が主として面内方向に配向し、特にプレ熱伝導シートの面内方向の熱伝導性が向上すると推察される。
そして、組成物を加圧してシート状に成形してなるプレ熱伝導シートでは、粒子状炭素材料および粒子状金属材料が主として面内方向に配向し、特にプレ熱伝導シートの面内方向の熱伝導性が向上すると推察される。
＜＜（ｉｉ）積層体形成工程＞＞
積層体形成工程では、プレ熱伝導シート成形工程で得られたプレ熱伝導シートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、プレ熱伝導シートを折畳または捲回して、熱可塑性樹脂および粒子状炭素材料および粒子状金属材料を含む熱伝導シートが厚み方向に複数形成された積層体を得る。ここで、プレ熱伝導シートの折畳による積層体の形成は、特に制限されることなく、折畳機を用いてプレ熱伝導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、プレ熱伝導シートの捲回による積層体の形成は、特に制限されることなく、プレ熱伝導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熱伝導シートを捲き回すことにより行うことができる。また、プレ熱伝導シートの積層による積層体の形成は、特に制限されることなく、積層装置を用いて行うことができる。例えば、シート積層装置（日機装社製、製品名「ハイスタッカー」）を用いれば、層間に空気が入り込むことを抑えることができるため、良好な積層体を効率的に得ることができる。
積層体形成工程では、プレ熱伝導シート成形工程で得られたプレ熱伝導シートを厚み方向に複数枚積層して、或いは、プレ熱伝導シートを折畳または捲回して、熱可塑性樹脂および粒子状炭素材料および粒子状金属材料を含む熱伝導シートが厚み方向に複数形成された積層体を得る。ここで、プレ熱伝導シートの折畳による積層体の形成は、特に制限されることなく、折畳機を用いてプレ熱伝導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、プレ熱伝導シートの捲回による積層体の形成は、特に制限されることなく、プレ熱伝導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熱伝導シートを捲き回すことにより行うことができる。また、プレ熱伝導シートの積層による積層体の形成は、特に制限されることなく、積層装置を用いて行うことができる。例えば、シート積層装置（日機装社製、製品名「ハイスタッカー」）を用いれば、層間に空気が入り込むことを抑えることができるため、良好な積層体を効率的に得ることができる。
ここで、通常、積層体形成工程で得られる積層体において、プレ熱伝導シートの表面同士の接着力は、プレ熱伝導シートを積層する際の圧力や折畳または捲回する際の圧力により充分に得られる。
なお、得られた積層体は、層間剥離を抑制する観点からは、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１分間以上８時間以下加熱することが好ましい。ここで、層間剥離の防止は、積層体を形成する際に接着剤または溶剤をプレ熱伝導シートに塗布し、プレ熱伝導シート同士を接着させることにより行ってもよいが、熱伝導シートを効率的に調製する観点からは、接着剤または溶剤は使用しないことが好ましい。
そして、プレ熱伝導シートを積層、折畳または捲回して得られる積層体では、粒子状炭素材料および粒子状金属材料が積層方向に略直交する方向に配向していると推察される。
＜＜（ｉｉｉ）スライス工程＞＞
スライス工程では、積層体形成工程で得られた積層体を、積層方向に対して４５°以下
の角度でスライスし、積層体のスライス片よりなる熱伝導シートを得る。ここで、積層体をスライスする方法としては、特に限定されることなく、例えば、マルチブレード法、レーザー加工法、ウォータージェット法、ナイフ加工法等が挙げられる。中でも、熱伝導シート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。
スライス工程では、積層体形成工程で得られた積層体を、積層方向に対して４５°以下
の角度でスライスし、積層体のスライス片よりなる熱伝導シートを得る。ここで、積層体をスライスする方法としては、特に限定されることなく、例えば、マルチブレード法、レーザー加工法、ウォータージェット法、ナイフ加工法等が挙げられる。中でも、熱伝導シート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。
ここで、前記刃部として用いることができる刃の実施形態について説明する。
刃部を備える１枚の刃は、刃先の表裏両側が切刃となっている「両刃」であってもよく、刃の表側のみが切刃となっている「片刃」であってもよい。
刃部を備える１枚の刃は、刃先の表裏両側が切刃となっている「両刃」であってもよく、刃の表側のみが切刃となっている「片刃」であってもよい。
また、刃先の断面形状は、特に制限されず、刃先の最先端を通る中心軸に対して、非対称でも対称でもよい。
当該刃部を構成する刃の枚数は、特に限定されず、例えば、１枚の刃からなる１枚刃で構成されていてもよく、２枚の刃からなる２枚刃で構成されていてもよい。
ここで、２枚の刃は、それぞれ、片刃であっても両刃であってもよい。
また、２枚の刃のうちの一方または両方の刃が両刃の場合、当該両刃は、対称刃であっても非対称刃であってもよい。
また、２枚の刃は、それぞれ、１段刃であっても２段刃であってもよい。
また、２枚の刃のうちの一方または両方の刃が両刃の場合、当該両刃は、対称刃であっても非対称刃であってもよい。
また、２枚の刃は、それぞれ、１段刃であっても２段刃であってもよい。
また、刃の材質は特に特定されず、金属、セラミック、プラスチックいずれでもよいが、特に衝撃に耐える観点から超硬合金が望ましい。すべり性向上、切削性向上目的で、刃の表面にシリコーン、フッ素等をコーティングしてもよい。
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。
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４０℃以下とすることが好ましく、１０℃以上３０℃以下とすることがより好ましい。さらに、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。このようにして得られた熱伝導シート内では、粒子状炭素材料や粒子状金属材料が厚み方向に配向していると推察される。従って、上述の工程を経て調製された熱伝導シートは、厚み方向の熱伝導性だけでなく、導電性も高い。
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。
各実施例および各比較例において、（ｉ）熱伝導シートにおける各成分（熱可塑性樹脂、粒子状炭素材料、粒子状金属材料）の体積分率、（ｉｉ）熱伝導シートの熱抵抗値、（ｉｉｉ）熱伝導シートのアスカーＣ硬度、（ｉｖ）熱伝導シートの表面における各成分（熱可塑性樹脂、粒子状炭素材料、粒子状金属材料）の露出度、（ｖ）熱伝導シートのタッキング、の測定または評価を、それぞれ以下の方法を使用して行った。結果を表１に示す。
＜（ｉ）熱伝導シートにおける各成分の体積分率＞
熱伝導シートにおける各成分の体積分率は、各成分の添加量および比重を用いて算出した。
熱伝導シートにおける各成分の体積分率は、各成分の添加量および比重を用いて算出した。
＜（ｉｉ）熱伝導シートの熱抵抗値＞
熱伝導シートの熱抵抗値は、樹脂材料熱抵抗試験器（株式会社日立テクノロジーアンドサービス製）を用いて測定した。ここで、１．０ｃｍ２の略正方形に切り出した熱伝導シートを試料とし、試料温度５０℃において、比較的低圧である０．１０ＭＰａを加えた時の熱抵抗値（℃／Ｗ）を測定した。熱抵抗値が小さいほど熱伝導シートが熱伝導性に優れ、例えば、発熱体と放熱体との間に介在させて放熱装置とした際の放熱特性に優れていることを示す。
熱伝導シートの熱抵抗値は、樹脂材料熱抵抗試験器（株式会社日立テクノロジーアンドサービス製）を用いて測定した。ここで、１．０ｃｍ２の略正方形に切り出した熱伝導シートを試料とし、試料温度５０℃において、比較的低圧である０．１０ＭＰａを加えた時の熱抵抗値（℃／Ｗ）を測定した。熱抵抗値が小さいほど熱伝導シートが熱伝導性に優れ、例えば、発熱体と放熱体との間に介在させて放熱装置とした際の放熱特性に優れていることを示す。
＜（ｉｉｉ）熱伝導シートのアスカーＣ硬度＞
熱伝導シートのアスカーＣ硬度の測定は、日本ゴム協会規格（ＳＲＩＳ）のアスカーＣ法に準拠し、硬度計（高分子計器社製、商品名「ＡＳＫＥＲ ＣＬ−１５０ＬＪ」を使用して温度２５℃で行った。
具体的には、実施例および比較例で得られた熱伝導シートを幅２５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの大きさに切り取り、２４枚重ね合わせることにより試験片を得た。得られた試験片を温度２５℃に保たれた恒温室内に４８時間以上静置することにより、試験体としての熱伝導シート層を得た。次に、指針が９５〜９８となるようにダンパー高さを調整し、熱伝導シート層とダンパーとを衝突させた。当該衝突から６０秒後の熱伝導シート層のアスカーＣ硬度を、硬度計（高分子計器社製、商品名「ＡＳＫＥＲ ＣＬ−１５０ＬＪ」）を用いて２回測定し、測定結果の平均値を算出した。アスカーＣ硬度が小さい程、柔軟性および可撓性に優れることを示し、アスカーＣ硬度が大きい程、硬いことを示す。
熱伝導シートのアスカーＣ硬度の測定は、日本ゴム協会規格（ＳＲＩＳ）のアスカーＣ法に準拠し、硬度計（高分子計器社製、商品名「ＡＳＫＥＲ ＣＬ−１５０ＬＪ」を使用して温度２５℃で行った。
具体的には、実施例および比較例で得られた熱伝導シートを幅２５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの大きさに切り取り、２４枚重ね合わせることにより試験片を得た。得られた試験片を温度２５℃に保たれた恒温室内に４８時間以上静置することにより、試験体としての熱伝導シート層を得た。次に、指針が９５〜９８となるようにダンパー高さを調整し、熱伝導シート層とダンパーとを衝突させた。当該衝突から６０秒後の熱伝導シート層のアスカーＣ硬度を、硬度計（高分子計器社製、商品名「ＡＳＫＥＲ ＣＬ−１５０ＬＪ」）を用いて２回測定し、測定結果の平均値を算出した。アスカーＣ硬度が小さい程、柔軟性および可撓性に優れることを示し、アスカーＣ硬度が大きい程、硬いことを示す。
＜（ｉｖ）熱伝導シートの表面における各成分の露出度＞
熱伝導シートの表面における各成分の露出度は、走査型顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製 ＳＵ３５００）を用いて、測定倍率を４００倍とし、加速電圧を５ｋＶとし、スポット強度を６０として、熱伝導シートの表面の画像（例えば、図２および図３）を得て、ｗｉｎｒｏｏｆ（三谷商事株式会社製）を用いて画像処理を行うことにより算出した。
なお、各成分は色の濃淡（白色：金属材料、灰色：熱可塑性樹脂、黒色：炭素材料（黒鉛））が異なって写し出された。
熱伝導シートの表面における各成分の露出度は、走査型顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製 ＳＵ３５００）を用いて、測定倍率を４００倍とし、加速電圧を５ｋＶとし、スポット強度を６０として、熱伝導シートの表面の画像（例えば、図２および図３）を得て、ｗｉｎｒｏｏｆ（三谷商事株式会社製）を用いて画像処理を行うことにより算出した。
なお、各成分は色の濃淡（白色：金属材料、灰色：熱可塑性樹脂、黒色：炭素材料（黒鉛））が異なって写し出された。
＜（ｖ）熱伝導シートの密着性（タッキング）＞
熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定は、プローブタック試験機（株式会社レスカ製、商品名「ＴＡＣ１０００」）を用いて行った。具体的には、直径１０ｍｍの平らな形状のプローブ先端を０．５Ｎ（５０ｇｆ）の荷重で熱伝導シートに１０秒間押付け、プローブを熱伝導シートから引き離す時に要する力を測定温度２５℃で測定した。熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定値が大きいほど、密着性が高く、躯体とよく密着することを示し、１．７Ｎ以上であれば許容範囲内である。
熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定は、プローブタック試験機（株式会社レスカ製、商品名「ＴＡＣ１０００」）を用いて行った。具体的には、直径１０ｍｍの平らな形状のプローブ先端を０．５Ｎ（５０ｇｆ）の荷重で熱伝導シートに１０秒間押付け、プローブを熱伝導シートから引き離す時に要する力を測定温度２５℃で測定した。熱伝導シートの密着性（タッキング）の測定値が大きいほど、密着性が高く、躯体とよく密着することを示し、１．７Ｎ以上であれば許容範囲内である。
（実施例１）
＜組成物の調製＞
難燃性樹脂としての常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂（ダイキン工業株式会社製、商品名「ダイエルＧ−１０１」）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ＦＣ２２１１」）３０部と、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「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）４７部と、粒子状金属材料としての銀フレーク（ＤＯＷＡエレクトロニクス製、商品名「ＦＡ−Ｓ−１３」、平均粒子径：１４．７μｍ、ビッカーズ硬さ：２５）２００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（大阪ケミカル社製、商品名「ワンダークラッシュミルＤ３Ｖ−１０」）に投入して、１０秒間解砕することにより、組成物を得た。
＜組成物の調製＞
難燃性樹脂としての常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂（ダイキン工業株式会社製、商品名「ダイエルＧ−１０１」）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ＦＣ２２１１」）３０部と、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「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）４７部と、粒子状金属材料としての銀フレーク（ＤＯＷＡエレクトロニクス製、商品名「ＦＡ−Ｓ−１３」、平均粒子径：１４．７μｍ、ビッカーズ硬さ：２５）２００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（大阪ケミカル社製、商品名「ワンダークラッシュミルＤ３Ｖ−１０」）に投入して、１０秒間解砕することにより、組成物を得た。
＜プレ熱伝導シートの成形＞
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９００μｍ、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０．８ｍｍのプレ熱伝導シートを得た。
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９００μｍ、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０．８ｍｍのプレ熱伝導シートを得た。
＜積層体の形成＞
続いて、得られたプレ熱伝導シートを縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み０．８ｍｍに裁断し、プレ熱伝導シートの厚み方向に７５枚積層し、高さ約６０ｍｍの積層体を得た。更に、温度８０℃、圧力０．２ＭＰａで２分間、積層方向にプレス（二次加圧）することにより、高さ５０ｍｍの積層体を得た。
続いて、得られたプレ熱伝導シートを縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み０．８ｍｍに裁断し、プレ熱伝導シートの厚み方向に７５枚積層し、高さ約６０ｍｍの積層体を得た。更に、温度８０℃、圧力０．２ＭＰａで２分間、積層方向にプレス（二次加圧）することにより、高さ５０ｍｍの積層体を得た。
＜熱伝導シートの成形＞
その後、スライスに必要な長さを残して、得られた積層体の上面の全体を金属板で押さえ、積層方向に（即ち、上から）０．１ＭＰａの圧力をかけて、積層体を固定した。なお、積層体の側面、背面の固定は行わなかった。このとき、積層体の温度は２５℃であった。
次いで、サーボプレス機（放電精密加工研究所製）のプレス部分に、切断刃（両刃、刃角２θ：２０°、刃部の最大厚み：３．５ｍｍ、材質：超鋼、ロックウェル硬度：９１．５、刃面のシリコン加工：なし、全長：２００ｍｍ）を取り付け、スライス速度２００ｍｍ／秒、スライス幅１００μｍの条件で積層体の積層方向（換言すれば、積層されたプレ熱伝導シートの主面の法線に一致する方向に）にスライスして、縦１５０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚み０．１０ｍｍの熱伝導シートを得た。
そして、得られた熱伝導シートについて、上述の方法に従って、上述の測定を行った。結果を表１に示す。
その後、スライスに必要な長さを残して、得られた積層体の上面の全体を金属板で押さえ、積層方向に（即ち、上から）０．１ＭＰａの圧力をかけて、積層体を固定した。なお、積層体の側面、背面の固定は行わなかった。このとき、積層体の温度は２５℃であった。
次いで、サーボプレス機（放電精密加工研究所製）のプレス部分に、切断刃（両刃、刃角２θ：２０°、刃部の最大厚み：３．５ｍｍ、材質：超鋼、ロックウェル硬度：９１．５、刃面のシリコン加工：なし、全長：２００ｍｍ）を取り付け、スライス速度２００ｍｍ／秒、スライス幅１００μｍの条件で積層体の積層方向（換言すれば、積層されたプレ熱伝導シートの主面の法線に一致する方向に）にスライスして、縦１５０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚み０．１０ｍｍの熱伝導シートを得た。
そして、得られた熱伝導シートについて、上述の方法に従って、上述の測定を行った。結果を表１に示す。
（実施例２）
実施例１において、粒子状金属材料として、銀フレーク２００部の代わりに、銅フレーク（ＤＯＷＡエレクトロニクス製、商品名「ＡＯ−ＹＣＤ−１」、平均粒子径：７．０μｍ、ビッカーズ硬さ：１２０）１６８部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
実施例１において、粒子状金属材料として、銀フレーク２００部の代わりに、銅フレーク（ＤＯＷＡエレクトロニクス製、商品名「ＡＯ−ＹＣＤ−１」、平均粒子径：７．０μｍ、ビッカーズ硬さ：１２０）１６８部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
（実施例３）
実施例１において、膨張化黒鉛の添加量を４７部から２４部に変更し、且つ、銀フレークの添加量を２００部から１２０部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
実施例１において、膨張化黒鉛の添加量を４７部から２４部に変更し、且つ、銀フレークの添加量を２００部から１２０部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
（実施例４）
実施例３において、常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂の添加量を７０部から７７部に変更し、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂の添加量を３０部から３３部に変更し、且つ、銀フレークの添加量を１２０部から１５０部に変更したこと以外は、実施例３と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
実施例３において、常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂の添加量を７０部から７７部に変更し、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂の添加量を３０部から３３部に変更し、且つ、銀フレークの添加量を１２０部から１５０部に変更したこと以外は、実施例３と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
（比較例１）
実施例１において、粒子状炭素材料として、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）を用いる代わりに、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ１００」、体積平均粒子径：２５０μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
実施例１において、粒子状炭素材料として、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）を用いる代わりに、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ１００」、体積平均粒子径：２５０μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
（比較例２）
実施例２において、粒子状炭素材料として、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）を用いる代わりに、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ１００」、体積平均粒子径：２５０μｍ）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
実施例２において、粒子状炭素材料として、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）を用いる代わりに、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ１００」、体積平均粒子径：２５０μｍ）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
（比較例３）
実施例３において、粒子状炭素材料として、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）を用いる代わりに、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ１００」、体積平均粒子径：２５０μｍ）を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
実施例３において、粒子状炭素材料として、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ５００」、体積平均粒子径：３０μｍ）を用いる代わりに、膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ１００」、体積平均粒子径：２５０μｍ）を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
（比較例４）
実施例１において、膨張化黒鉛４７部および銀フレーク２００部を用いる代わりに、膨張化黒鉛９０部のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
実施例１において、膨張化黒鉛４７部および銀フレーク２００部を用いる代わりに、膨張化黒鉛９０部のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、「組成物の調製」、「プレ熱伝導シートの成形」、「積層体の形成」および「熱伝導シートの成形」を行った。
本発明によれば、熱伝導性を維持しつつ、表面の密着性を向上させた熱伝導シートを提供することができる。
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂と粒子状炭素材料と粒子状金属材料とを含む熱伝導シートであって、
前記粒子状炭素材料および前記粒子状金属材料が、前記熱伝導シートの厚み方向に配向してなり、
前記熱伝導シートの表面における前記粒子状金属材料の露出度が１５％以上３０％以下である、熱伝導シート。 - 前記粒子状金属材料のビッカーズ硬さが３以上１５０以下である、請求項１に記載の熱伝導シート。
- 前記粒子状金属材料の金属が銀および銅の少なくともいずれかである、請求項１または２に記載の熱伝導シート。
- 前記粒子状炭素材料の平均粒子径は、前記粒子状金属材料の平均粒子径の１０倍以下である、請求項１〜３の何れかに記載の熱伝導シート。
- 前記熱伝導シートの表面における前記熱可塑性樹脂の露出度が３０％以上７０％以下である、請求項１〜４の何れかに記載の熱伝導シート。
- ０．１ＭＰａでの加圧下における熱抵抗値が０．５０（℃／Ｗ）以下である、請求項１〜５の何れかに記載の熱伝導シート。
- 前記熱伝導シートの表面における前記粒子状金属材料の露出度に対する前記熱伝導シートの表面における前記粒子状炭素材料の露出度の比（前記粒子状炭素材料の露出度／前記粒子状金属材料の露出度）が０．５以上３．０以下である、請求項１〜６の何れかに記載の熱伝導シート。
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