JP2022095514A - Insulating heat conductive sheet and manufacturing method thereof - Google Patents

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譲章 前田
Masaaki Maeda
吉紀 池田
Yoshinori Ikeda
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Abstract

To provide an insulating heat conductive sheet having a stable sheet shape and improved heat conductivity, and a manufacturing method of the insulating heat conductive sheet.SOLUTION: An insulating heat conductive sheet 10 containing insulating heat conductive particles and a binder resin includes 90 to 99 area% of the insulating heat conductive particles and 1 to 10 area% of the binder resin when the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area% for the entire cross section perpendicular to the plane direction, and the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in a surface portion 12 of the insulating heat conductive sheet is larger than the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in a central portion 14 of the insulating heat conductive sheet for the cross section perpendicular to the plane direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、絶縁性熱伝導シート及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an insulating heat conductive sheet and a method for manufacturing the same.

本開示は、電気製品内部の半導体素子や電源、光源などの発熱部品において発せられる熱を、速やかに拡散し局所的な温度上昇を緩和すること又は発熱源から離れた箇所に熱を輸送することの可能な、熱伝導性・熱輸送特性(特に面内方向における熱伝導性・熱輸送特性)に優れる絶縁性熱伝導シートに関する。 The present disclosure is to rapidly diffuse the heat generated in heat-generating components such as semiconductor elements, power supplies, and light sources inside electrical products to mitigate a local temperature rise, or to transport heat to a location away from the heat-generating source. The present invention relates to an insulating heat conductive sheet having excellent heat conductivity and heat transport characteristics (particularly heat conductivity and heat transport characteristics in the in-plane direction).

近年、電子機器の薄短小化、高出力化に伴う発熱密度の増加により、放熱対策の重要性が高まっている。電子機器の熱トラブルを軽減するためには、周辺部材に悪影響を及ぼさないよう、機器内で発生した熱をすみやかに冷却材や筐体等へ拡散して逃がすことが重要である。このために、特定の方向への熱伝導が可能な熱伝導部材が求められる。また多くの場合、冷却材や筐体への漏電を防ぐため、熱伝導部材には電気絶縁性も求められる。 In recent years, the importance of heat dissipation measures has increased due to the increase in heat generation density due to the thinning, shortening, and increasing output of electronic devices. In order to reduce heat troubles in electronic devices, it is important to promptly diffuse the heat generated in the devices to the coolant, housing, etc. so as not to adversely affect the peripheral members. Therefore, a heat conductive member capable of conducting heat in a specific direction is required. In many cases, the heat conductive member is also required to have electrical insulation in order to prevent leakage to the coolant and the housing.

特許文献1は、エポキシ樹脂及び無機フィラーを含有している第1表面層、第2表面層、及び中間層を備えている熱伝導シートについて記載しており、第1表面層及び第2表面層は、それぞれ、中間層よりも無機フィラーの体積含有率が小さい層であることを記載している。 Patent Document 1 describes a heat conductive sheet including a first surface layer, a second surface layer, and an intermediate layer containing an epoxy resin and an inorganic filler, and describes the first surface layer and the second surface layer. Each describes that the layer has a smaller volume content of the inorganic filler than the intermediate layer.

特許文献2は、特定の熱伝導率を有する芳香族ポリアミドフィルムに、接着層を介してグラファイト層が形成されてなる放熱シートを開示している。 Patent Document 2 discloses a heat-dissipating sheet in which a graphite layer is formed on an aromatic polyamide film having a specific thermal conductivity via an adhesive layer.

特許文献3は、層(A)と層(B)を含む多層構造を有する熱伝導シートについて記載しており、層(A)が、窒化ホウ素粒子等の絶縁性非球状粒子及び有機高分子化合物を含む組成物からなる層であり、層(B)が、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂組成物からなる層であることを記載している。 Patent Document 3 describes a heat conductive sheet having a multilayer structure including a layer (A) and a layer (B), in which the layer (A) is an insulating non-spherical particle such as boron nitride particles and an organic polymer compound. It is described that the layer (B) is a layer made of an insulating resin composition such as a polyamideimide resin and an epoxy resin.

特許文献4は、第一の表面層及び第二の表面層、並びにこれらの表面層の間に配置される中間層を含む伝熱部材について記載しており、第一の表面層及び第二の表面層、並びに中間層が、それぞれ、六方晶窒化ホウ素一次粒子の配向度が特定の値である窒化ホウ素焼結体と、窒化ホウ素焼結体に含侵された熱硬化性樹脂組成物とを含むことを記載している。 Patent Document 4 describes a heat transfer member including a first surface layer and a second surface layer, and an intermediate layer arranged between these surface layers, and describes the first surface layer and the second surface layer. The surface layer and the intermediate layer each have a boron nitride sintered body in which the degree of orientation of hexagonal boron nitride primary particles has a specific value, and a thermosetting resin composition impregnated in the boron nitride sintered body. It is stated that it is included.

特許文献5は、熱硬化性樹脂及びフィラーを含む樹脂組成物層と、樹脂組成物層の少なくとも一方の面上に配置され、樹脂組成物層とは対向しない面の算術平均表面粗さが1.5μm以下である接着材層と、を有する多層樹脂シートを開示している。当該文献は、接着材層が無機フィラーを含みうることを記載している。 Patent Document 5 is arranged on at least one surface of a resin composition layer containing a thermosetting resin and a filler, and has an arithmetic average surface roughness of 1 on the surface not facing the resin composition layer. A multilayer resin sheet having an adhesive layer having a thickness of .5 μm or less is disclosed. The document describes that the adhesive layer may contain an inorganic filler.

特許文献6は、絶縁性粒子及びバインダー樹脂を含有する絶縁シートを開示している。当該文献は、絶縁シートが、面方向に垂直な断面全体について、75~97面積%の絶縁性粒子、3~25面積%のバインダー樹脂、及び10面積%以下の空隙を含有することを記載しており、かつ、絶縁性粒子が、変形している扁平状粒子を含むことを記載している。 Patent Document 6 discloses an insulating sheet containing insulating particles and a binder resin. The document describes that the insulating sheet contains 75-97 area% insulating particles, 3-25 area% binder resin, and 10 area% or less voids in the entire cross section perpendicular to the plane direction. It is described that the insulating particles include deformed flat particles.

国際公開第2016/017670号International Publication No. 2016/017670 特開2010-6890号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-6890 特開2011-230472号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-230472 国際公開第2018/181606号International Publication No. 2018/181606 特開2019-14261号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-14261 特許第6755421号公報Japanese Patent No. 6755421

従来の絶縁性熱伝導シートでは、十分に高い熱伝導率を有しつつ、安定したシート形状を有する絶縁性熱伝導シートを得ることができない場合があった。 With the conventional insulating heat conductive sheet, it may not be possible to obtain an insulating heat conductive sheet having a sufficiently high thermal conductivity and a stable sheet shape.

本発明の目的は、安定したシート形状を有しつつ向上した熱伝導性を有する絶縁性熱伝導シートを提供することを目的とする。また、本発明は、そのような絶縁性熱伝導シートを製造する方法を提供することも目的とする。 An object of the present invention is to provide an insulating heat conductive sheet having a stable sheet shape and improved heat conductivity. It is also an object of the present invention to provide a method for producing such an insulating heat conductive sheet.

本件発明者らは、上記の課題が下記の態様によって解決されることを見出した:
<態様1>
絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂を含有する絶縁性熱伝導シートであって、
面方向に垂直な断面全体について、前記絶縁性熱伝導粒子及び前記バインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、90~99面積%の前記絶縁性熱伝導粒子、及び1~10面積%の前記バインダー樹脂を含有し、かつ、
面方向に垂直な断面について、絶縁性熱伝導シートの表面部分における前記絶縁性熱伝導粒子に対する前記バインダー樹脂の面積比が、絶縁性熱伝導シートの中心部分における前記絶縁性熱伝導粒子に対する前記バインダー樹脂の面積比よりも大きい、
絶縁性熱伝導シート。
<態様2>
前記絶縁性熱伝導粒子が、扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含む、態様1に記載の絶縁性熱伝導シート。
<態様3>
前記バインダー樹脂が、アラミド樹脂である、態様1又は2に記載の絶縁性熱伝導シート。
<態様4>
前記絶縁性熱伝導粒子が、変形している扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含む、態様1~3のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。
<態様5>
前記絶縁性熱伝導粒子が、窒化ホウ素粒子である、態様1~4のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。
<態様6>
面内方向における60W/(m・K)超の熱伝導率を有する、態様1~5のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。
<態様7>
厚み方向における3.0W/(m・K)以上の熱伝導率を有する、態様1~6のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。
<態様8>
面方向に垂直な断面全体について、10面積%超の空隙を有する、態様1~7のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。
<態様9>
7.5体積%以上のバインダー樹脂及び92.5体積%未満の絶縁性熱伝導粒子を含有する2つのA層、並びに、2つのA層の間に配置されており7.5体積%未満のバインダー樹脂及び92.5体積%以上の絶縁性熱伝導粒子を含有するB層、を有する積層体を提供すること、並びに、
前記積層体をロールプレスすること、
を含む、態様1~8のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シートの製造方法。
The inventors have found that the above problems are solved by the following aspects:
<Aspect 1>
An insulating heat conductive sheet containing insulating heat conductive particles and a binder resin.
When the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area%, 90 to 99 area% of the insulating heat conductive particles and 1 to 10 area% of the entire cross section perpendicular to the plane direction. Contains the binder resin and
For a cross section perpendicular to the plane direction, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles on the surface portion of the insulating heat conductive sheet is the binder to the insulating heat conductive particles in the central portion of the insulating heat conductive sheet. Larger than the area ratio of the resin,
Insulating heat conductive sheet.
<Aspect 2>
The insulating heat conductive sheet according to aspect 1, wherein the insulating heat conductive particles include flat insulating heat conductive particles.
<Aspect 3>
The insulating heat conductive sheet according to aspect 1 or 2, wherein the binder resin is an aramid resin.
<Aspect 4>
The insulating heat conductive sheet according to any one of aspects 1 to 3, wherein the insulating heat conductive particles include deformed flat insulating heat conductive particles.
<Aspect 5>
The insulating heat conductive sheet according to any one of aspects 1 to 4, wherein the insulating heat conductive particles are boron nitride particles.
<Aspect 6>
The insulating heat conductive sheet according to any one of aspects 1 to 5, which has a thermal conductivity of more than 60 W / (m · K) in the in-plane direction.
<Aspect 7>
The insulating heat conductive sheet according to any one of aspects 1 to 6, which has a thermal conductivity of 3.0 W / (m · K) or more in the thickness direction.
<Aspect 8>
The insulating heat conductive sheet according to any one of aspects 1 to 7, which has a void of more than 10 area% for the entire cross section perpendicular to the plane direction.
<Aspect 9>
Two A layers containing 7.5% by volume or more of the binder resin and less than 92.5% by volume of insulating heat conductive particles, and less than 7.5% by volume arranged between the two A layers. To provide a laminate having a binder resin and a B layer containing 92.5% by volume or more of insulating heat conductive particles, and
Roll pressing the laminate,
The method for producing an insulating heat conductive sheet according to any one of aspects 1 to 8, comprising the method for producing an insulating heat conductive sheet.

本発明によれば、安定したシート形状を有しつつ、向上した熱伝導性を有する絶縁性熱伝導シートを提供することができる。また、本発明によれば、そのような絶縁性熱伝導シートを製造する方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an insulating heat conductive sheet having a stable sheet shape and improved heat conductivity. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing such an insulating heat conductive sheet.

図1は、本開示に係る絶縁性熱伝導シートの1つの実施態様の面方向に垂直な断面における概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic view in a cross section perpendicular to the plane direction of one embodiment of the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure. 図2は、本開示に係る絶縁性熱伝導シートの製造方法で用いられる積層体の1つの実施態様の面方向に垂直な断面における概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic view in a cross section perpendicular to the plane direction of one embodiment of the laminate used in the method for manufacturing an insulating heat conductive sheet according to the present disclosure. 図3は、実施例1に係る絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面のSEM写真を示す。FIG. 3 shows an SEM photograph of a cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet according to the first embodiment. 図4は、比較例4に係る絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面のSEM写真を示す。FIG. 4 shows an SEM photograph of a cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 4. 図5は、比較例5に係る絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面のSEM写真を示す。FIG. 5 shows an SEM photograph of a cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 5. 図6は、比較例6に係る絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面のSEM写真を示す。FIG. 6 shows an SEM photograph of a cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 6.

≪絶縁性熱伝導シート≫
本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、
絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂を含有する絶縁性熱伝導シートであって、
面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、90~99面積%の絶縁性熱伝導粒子、及び1~10面積%のバインダー樹脂を含有し、かつ、
面方向に垂直な断面について、絶縁性熱伝導シートの表面部分における、絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比が、絶縁性熱伝導シートの中心部分における、絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比よりも、大きい。
≪Insulated heat conductive sheet≫
The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure is
An insulating heat conductive sheet containing insulating heat conductive particles and a binder resin.
When the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area%, 90 to 99 area% of the insulating heat conductive particles and 1 to 10 area% of the binder resin are used for the entire cross section perpendicular to the plane direction. Contains and
With respect to the cross section perpendicular to the plane direction, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in the surface portion of the insulating heat conductive sheet is the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in the central portion of the insulating heat conductive sheet. Larger than the area ratio.

図1は、本開示に係る絶縁性熱伝導シートの1つの実施態様(絶縁性熱伝導シート10)の、面方向に垂直な断面概略図を示す。図1の「D」及び「S」は、それぞれ、絶縁性熱伝導シート10の厚み方向及び面方向を示す。なお、図1及び図2の概略図は、縮尺どおりではない。図1の絶縁性熱伝導シート10は、2つの表面部分12、及び中心部分14を有している。2つの表面部分12は、それぞれ、絶縁性熱伝導シートの主たる表面に隣接している部分である。中心部分14は、絶縁性熱伝導シートの厚み方向Dにおいて、2つの表面部分12の間に位置している部分である。絶縁性熱伝導シート10では、バインダー樹脂が、表面部分12に偏在している。すなわち、絶縁性熱伝導シート10の表面部分12における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比が、絶縁性熱伝導シートの中心部分14における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比よりも大きくなっている。 FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view perpendicular to the plane direction of one embodiment of the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure (insulating heat conductive sheet 10). “D” and “S” in FIG. 1 indicate the thickness direction and the surface direction of the insulating heat conductive sheet 10, respectively. The schematic views of FIGS. 1 and 2 are not in scale. The insulating heat conductive sheet 10 of FIG. 1 has two surface portions 12 and a central portion 14. Each of the two surface portions 12 is a portion adjacent to the main surface of the insulating heat conductive sheet. The central portion 14 is a portion located between the two surface portions 12 in the thickness direction D of the insulating heat conductive sheet. In the insulating heat conductive sheet 10, the binder resin is unevenly distributed on the surface portion 12. That is, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in the surface portion 12 of the insulating heat conductive sheet 10 is larger than the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in the central portion 14 of the insulating heat conductive sheet. It has become.

一般に、絶縁性熱伝導シートの熱伝導率を向上させるためには、絶縁性熱伝導粒子の含有量(又は充填率)を高めることが考えられる。しかしながら、従来の技術では、バインダー樹脂に対する絶縁性熱伝導粒子の量が大きい場合に、シート状に成型することが困難である場合があった。 Generally, in order to improve the thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet, it is conceivable to increase the content (or filling rate) of the insulating heat conductive particles. However, in the conventional technique, when the amount of the insulating heat conductive particles with respect to the binder resin is large, it may be difficult to mold the particles into a sheet shape.

これに対して、本件発明者らは、絶縁性熱伝導シートにおけるバインダー樹脂の分布を調節することによって、バインダー樹脂の割合が比較的低い場合であっても、シート形状を保持し、かつ比較的高い熱伝導率を示す絶縁性熱伝導シートが得られることを見出した。 On the other hand, the inventors of the present invention maintain the sheet shape and relatively by adjusting the distribution of the binder resin in the insulating heat conductive sheet even when the proportion of the binder resin is relatively low. It has been found that an insulating heat conductive sheet showing high thermal conductivity can be obtained.

具体的には、面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、90~99面積%の絶縁性熱伝導粒子及び1~10面積%のバインダー樹脂を含有している絶縁性熱伝導シートにおいて、
面方向に垂直な断面について、絶縁性熱伝導シートの表面部分における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比を、絶縁性熱伝導シートの中心部分における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比よりも大きくすることによって、シート形状を保持し、かつ比較的高い熱伝導率を示す絶縁性熱伝導シートが得られることを見出した。
Specifically, 90 to 99 area% of the insulating heat conductive particles and 1 to 10 area% of the entire cross section perpendicular to the plane direction, where the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area%. In the insulating heat conductive sheet containing the binder resin of
For the cross section perpendicular to the plane direction, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles on the surface portion of the insulating heat conductive sheet, and the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in the central portion of the insulating heat conductive sheet. It has been found that an insulating heat conductive sheet that retains the sheet shape and exhibits a relatively high heat conductivity can be obtained by making the size larger than the above.

理論によって限定する意図はないが、従来の絶縁性熱伝導シートでは、バインダー樹脂がシート内に比較的均一に分布していることによって、シート全体にわたって絶縁性熱伝導粒子の間にバインダー樹脂が存在することとなり、結果として、絶縁性熱伝導粒子の間の直接的な接触が制限されていたと考えられる。また、従来の絶縁性熱伝導シートでは、バインダー樹脂がシートの表面側に偏在している場合であっても、中心部分にも比較的多くのバインダー樹脂が存在し、結果として、絶縁性熱伝導粒子の間の直接的な接触が制限されていたと考えられる。 Although not intended to be limited by theory, in conventional insulating heat conductive sheets, the binder resin is relatively evenly distributed in the sheet, so that the binder resin is present between the insulating heat conductive particles throughout the sheet. As a result, it is considered that the direct contact between the insulating heat conductive particles was restricted. Further, in the conventional insulating heat conductive sheet, even when the binder resin is unevenly distributed on the surface side of the sheet, a relatively large amount of the binder resin is also present in the central portion, and as a result, the insulating heat conductive sheet is present. It is probable that the direct contact between the particles was restricted.

これに対して、本発明に係る絶縁性熱伝導シートでは、上記のような構成によって、シートの中心部分においてバインダー樹脂が極端に低減されており、それによって、中心部分において絶縁性熱伝導粒子の相互の直接の接触が増加しており、結果として、比較的高い熱伝導率を有する絶縁性熱伝導シートを得ることができると考えられる。 On the other hand, in the insulating heat conductive sheet according to the present invention, the binder resin is extremely reduced in the central portion of the sheet due to the above configuration, whereby the insulating heat conductive particles are formed in the central portion. It is considered that the direct contact with each other is increasing, and as a result, an insulating heat conductive sheet having a relatively high thermal conductivity can be obtained.

さらに、本開示に係る絶縁性熱伝導シートでは、シートの表面部分にバインダー樹脂が偏在していることによって、シート全体としての絶縁性熱伝導粒子の割合が比較的多い場合であっても、シートの良好な成形性及びシートの良好な形状保持性を確保することができると考えられる。 Further, in the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure, even when the ratio of the insulating heat conductive particles in the entire sheet is relatively large due to the uneven distribution of the binder resin on the surface portion of the sheet, the sheet is used. It is considered that good formability and good shape retention of the sheet can be ensured.

以下で、本開示に係る絶縁性熱伝導シートについて詳述する。 The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure will be described in detail below.

<絶縁性熱伝導シートの全体的な構成>
本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、1~10面積%のバインダー樹脂を含有する。バインダー樹脂の含有率が10面積%以下である場合には、十分に高い熱伝導率を確保することができ、1面積%以上である場合には、シートの良好な成形性及びシートの良好な形状保持性を確保することができる。
<Overall configuration of insulating heat conductive sheet>
The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure contains 1 to 10 area% of the binder resin when the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area% for the entire cross section perpendicular to the plane direction. .. When the content of the binder resin is 10 area% or less, a sufficiently high thermal conductivity can be ensured, and when it is 1 area% or more, the sheet has good formability and the sheet has good formability. Shape retention can be ensured.

本開示に係る絶縁性熱伝導シートに含有されるバインダー樹脂は、面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、1.5面積%以上、2.0面積%以上、2.5面積%以上、3.0面積%以上、4.0面積%以上、若しくは5.0面積%以上であってよく、かつ/又は9.0面積%以下、8.0面積%以下、7.0面積%以下、若しくは6.0面積%以下であってよい。バインダー樹脂の含有率が1.5面積%以上である場合には、成形の容易性が確保され、かつシートの形状安定性が確保されるため、特に好ましい。 The binder resin contained in the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure is 1.5 area% when the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area% with respect to the entire cross section perpendicular to the plane direction. It may be 2.0 area% or more, 2.5 area% or more, 3.0 area% or more, 4.0 area% or more, or 5.0 area% or more, and / or 9.0 area%. Hereinafter, it may be 8.0 area% or less, 7.0 area% or less, or 6.0 area% or less. When the content of the binder resin is 1.5 area% or more, the ease of molding is ensured and the shape stability of the sheet is ensured, which is particularly preferable.

本開示において、面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときのバインダー樹脂の「面積%」は、絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面をSEMによって撮影し、かつ取得された画像における一定面積中に存在する絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の面積を計測することによって、決定することができる。なお計測の対象とする面積は、断面全体にわたる平均の含有量が反映されるように選択され、特に、絶縁性熱伝導シートの表面部分又は中心部分のいずれかに偏らないように選択される。また、絶縁性熱伝導シートが絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂以外の添加物を有する場合には、上記の一定面積中に当該添加物が含まれないように上記の一定面積を設定することなどによって、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときのバインダー樹脂の「面積%」を算出することができる。 In the present disclosure, the "area%" of the binder resin when the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area% with respect to the entire cross section perpendicular to the surface direction is perpendicular to the surface direction of the insulating heat conductive sheet. It can be determined by taking an image of the cross section by SEM and measuring the area of the insulating heat conductive particles and the binder resin present in a certain area in the acquired image. The area to be measured is selected so as to reflect the average content over the entire cross section, and in particular, is selected so as not to be biased to either the surface portion or the central portion of the insulating heat conductive sheet. When the insulating heat conductive sheet has additives other than the insulating heat conductive particles and the binder resin, the fixed area should be set so that the additive is not contained in the fixed area. Therefore, the "area%" of the binder resin can be calculated when the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area%.

本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、90~99面積%の絶縁性熱伝導粒子を含有する。絶縁性熱伝導粒子の含有率が90面積%以上である場合には良好な熱伝導性が得られ、99面積%以下である場合には樹脂組成物の粘度の上昇が抑制され、成形の容易性が確保され、かつシートの形状安定性が確保される。 The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure is 90 to 99 area% of the insulating heat conductive particles when the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area% with respect to the entire cross section perpendicular to the plane direction. Contains. When the content of the insulating heat conductive particles is 90 area% or more, good heat conductivity is obtained, and when it is 99 area% or less, the increase in the viscosity of the resin composition is suppressed and molding is easy. The property is ensured and the shape stability of the sheet is ensured.

好ましくは、本開示に係る絶縁性熱伝導シートに含有される絶縁性熱伝導粒子は、面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、92面積%以上、93面積%以上、94面積%以上、若しくは95面積%以上であってよく、かつ/又は99面積%以未満、98.5面積%以下、98面積%以下、若しくは97面積%以下であってよい。 Preferably, the insulating heat conductive particles contained in the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure have a total area of 100 area% of the insulating heat conductive particles and the binder resin with respect to the entire cross section perpendicular to the plane direction. , 92 area% or more, 93 area% or more, 94 area% or more, or 95 area% or more, and / or less than 99 area%, 98.5 area% or less, 98 area% or less, or 97 area. It may be less than or equal to%.

本開示において、面方向に垂直な断面全体について、絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の合計を100面積%としたときの絶縁性熱伝導粒子の「面積%」は、バインダー樹脂について上述したのと同様にして決定することができる。 In the present disclosure, the "area%" of the insulating heat conductive particles when the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area% with respect to the entire cross section perpendicular to the plane direction is the same as that described above for the binder resin. It can be determined in the same way.

なお、後述するとおり、本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、空隙及び添加物(繊維状補強材など)を含有しうる。本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、好ましくは、面方向に垂直な断面全体について、合計で、70面積%以上、80面積%以上、90面積%以上、又は95面積%以上の絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂を有する。 As will be described later, the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure may contain voids and additives (fibrous reinforcing material, etc.). The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure preferably has an insulating heat of 70 area% or more, 80 area% or more, 90 area% or more, or 95 area% or more in total for the entire cross section perpendicular to the plane direction. It has conductive particles and a binder resin.

<絶縁性熱伝導シートの厚み方向における構成>
上述のとおり、本開示に係る絶縁性熱伝導シートでは、バインダー樹脂が、シートの表面部分に偏在している。
<Structure in the thickness direction of the insulating heat conductive sheet>
As described above, in the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure, the binder resin is unevenly distributed on the surface portion of the sheet.

絶縁性熱伝導シートの「表面部分」は、絶縁性熱伝導シートの主たる表面のうちのいずれか1つに近接している部分である。したがって、絶縁性熱伝導シートの「表面部分」は、通常、絶縁性熱伝導シートの2つの主たる表面それぞれについて1つ存在する。 The "surface portion" of the insulating heat conductive sheet is a portion close to any one of the main surfaces of the insulating heat conductive sheet. Therefore, there is usually one "surface portion" of the insulating heat conductive sheet for each of the two main surfaces of the insulating heat conductive sheet.

絶縁性熱伝導シートの「表面部分」は、特には、絶縁性熱伝導シートの主たる表面のうちの1つから出発して、絶縁性熱伝導シートの厚み方向に沿って絶縁性熱伝導シートの厚みの10%までの部分とすることができる。 The "surface portion" of the insulating heat conductive sheet is, in particular, starting from one of the main surfaces of the insulating heat conductive sheet and along the thickness direction of the insulating heat conductive sheet of the insulating heat conductive sheet. It can be a portion up to 10% of the thickness.

一方で、絶縁性熱伝導シートの「中心部分」は、通常、絶縁性熱伝導シートの厚み方向において2つの表面部分の間に位置している部分である。 On the other hand, the "central portion" of the insulating heat conductive sheet is usually a portion located between the two surface portions in the thickness direction of the insulating heat conductive sheet.

絶縁性熱伝導シートの「中心部分」は、特には、絶縁性熱伝導シートの主たる表面のうちの1つから出発して、絶縁性熱伝導シートの厚み方向に沿って、絶縁性熱伝導シートの厚みの10%超~90%未満までの部分とすることができる。 The "central portion" of the insulating heat conductive sheet is, in particular, starting from one of the main surfaces of the insulating heat conductive sheet and along the thickness direction of the insulating heat conductive sheet. It can be a portion of more than 10% to less than 90% of the thickness of.

(バインダー樹脂の偏在)
本開示に係る絶縁性熱伝導シートでは、面方向に垂直な断面について、絶縁性熱伝導シートの表面部分における、絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比が、絶縁性熱伝導シートの中心部分における、絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比よりも大きい。
(Uneven distribution of binder resin)
In the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles on the surface portion of the insulating heat conductive sheet is the central portion of the insulating heat conductive sheet in the cross section perpendicular to the plane direction. Is larger than the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles in.

特には、面方向に垂直な断面について、絶縁性熱伝導シートの表面部分における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比が、絶縁性熱伝導シートの中心部分における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比と比較して、1.1倍以上、1.5倍以上、2倍以上、3倍以上、4倍以上、5倍以上、若しくは10倍以上であってよく、かつ/又は、100倍以下、75倍以下、50倍以下、若しくは25倍以下であってよい。 In particular, for a cross section perpendicular to the plane direction, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles on the surface portion of the insulating heat conductive sheet is the binder resin to the insulating heat conductive particles in the central portion of the insulating heat conductive sheet. It may be 1.1 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, 3 times or more, 4 times or more, 5 times or more, or 10 times or more, and / or 100, as compared with the area ratio of 100. It may be times or less, 75 times or less, 50 times or less, or 25 times or less.

絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面において、絶縁性熱伝導シートの表面部分は、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計を100面積%としたときに、1面積%超、2.0面積%以上、2.5面積%以上、若しくは5.0面積%以上、かつ/又は100面積%未満、90面積%以下、75面積%以下、50面積%以下、25面積%、若しくは10面積%以下のバインダー樹脂を含有することができる。 In the cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet, the surface portion of the insulating heat conductive sheet exceeds 1 area%, 2 when the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles is 100 area%. .0 area% or more, 2.5 area% or more, or 5.0 area% or more, and / or less than 100 area%, 90 area% or less, 75 area% or less, 50 area% or less, 25 area%, or 10 It can contain a binder resin having an area% or less.

絶縁性熱伝導シートが、その表面部分において、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計を100面積%としたときに、5面積%超50面積%以下のバインダー樹脂を含有することが、好ましい。5面積%超である場合には、絶縁性熱伝導シートの形状保持性がさらに向上する。また、50面積%以下である場合には、表面部分における絶縁性熱伝導粒子の割合を比較的大きくすることができるので、絶縁性熱伝導シートの熱伝導率のさらなる向上をもたらしうる。さらに、50面積%以下である場合には、表面部分と中心部分との間での絶縁性熱伝導粒子の含有量の差を低減することが可能となり、それによって、これらの部分の間での熱特性(熱膨張率、熱収縮率など)における差異が低減されるため、絶縁性熱伝導シートの熱的寸法安定性がさらに向上しうる。 It is preferable that the insulating heat conductive sheet contains a binder resin of more than 5 area% and 50 area% or less on the surface portion thereof, where the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles is 100 area%. .. When it exceeds 5 area%, the shape retention of the insulating heat conductive sheet is further improved. Further, when the area is 50 area% or less, the proportion of the insulating heat conductive particles on the surface portion can be relatively large, so that the heat conductivity of the insulating heat conductive sheet can be further improved. Further, when it is 50 area% or less, it is possible to reduce the difference in the content of the insulating heat conductive particles between the surface portion and the central portion, thereby reducing the difference between these portions. Since the difference in thermal characteristics (thermal expansion rate, thermal shrinkage rate, etc.) is reduced, the thermal dimensional stability of the insulating heat conductive sheet can be further improved.

絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面において、絶縁性熱伝導シートの表面部分は、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計を100面積%としたときに、0面積%超、1面積%以上、10面積%以上、25面積%以上、50面積%以上、75面積%以上、若しくは80面積%以上、かつ/又は、98面積%以下、95面積%以下、若しくは94面積%以下の絶縁性熱伝導粒子を含有することができる。 In the cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet, the surface portion of the insulating heat conductive sheet exceeds 0 area% and 1 when the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles is 100 area%. Area% or more, 10 area% or more, 25 area% or more, 50 area% or more, 75 area% or more, or 80 area% or more, and / or 98 area% or less, 95 area% or less, or 94 area% or less. It can contain insulating heat conductive particles.

絶縁性熱伝導シートが、その表面部分において、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計に対して、50面積%超95面積%以下の絶縁性熱伝導粒子を含有することが、好ましい。95面積%以下である場合には、表面部分におけるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるため、絶縁性熱伝導シートの形状保持性がさらに向上しうる。また、50面積%超である場合には、表面部分における絶縁性熱伝導粒子の含有量が増加するので、絶縁性熱伝導シートの熱伝導率のさらなる向上がもたらされる。さらに、50面積%超である場合には、絶縁性熱伝導シートの熱的寸法安定性がさらに向上する。 It is preferable that the insulating heat conductive sheet contains the insulating heat conductive particles of more than 50 area% and 95 area% or less with respect to the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles on the surface portion thereof. When the area is 95% or less, the content of the binder resin in the surface portion can be increased, so that the shape retention of the insulating heat conductive sheet can be further improved. Further, when the area is more than 50 area%, the content of the insulating heat conductive particles in the surface portion is increased, so that the thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet is further improved. Further, when the area is more than 50 area%, the thermal dimensional stability of the insulating heat conductive sheet is further improved.

絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面において、絶縁性熱伝導シートは、その中心部分において、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計を100面積%としたときに、0面積%超、0.01面積%以上、0.1面積%以上、0.2面積%以上、若しくは0.3面積%以上、かつ/又は10面積%未満、7.5面積%以下、5面積%以下、2.5面積%以下、若しくは1面積%以下のバインダー樹脂を含有することができる。 In the cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet, the insulating heat conductive sheet exceeds 0 area% in the central portion thereof when the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles is 100 area%. , 0.01 area% or more, 0.1 area% or more, 0.2 area% or more, or 0.3 area% or more, and / or less than 10 area%, 7.5 area% or less, 5 area% or less, It can contain a binder resin of 2.5 area% or less, or 1 area% or less.

絶縁性熱伝導シートが、その中心部分において、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計に対して、0.1面積%以上5面積%以下のバインダー樹脂を含有することが、好ましい。中心部分におけるバインダー樹脂の割合が0.1面積%以上である場合には、絶縁性熱伝導シートの柔軟性をさらに向上させることができ、また、絶縁性熱伝導シート内の空隙率を低減することができる。また、シートの中心部分におけるバインダー樹脂の割合が5面積%以下である場合には、絶縁性熱伝導粒子の充填率を高めること、特には絶縁性熱伝導粒子の相互間の直接の接触をさらに増加させることが可能となるため、絶縁性熱伝導シートの熱伝導率がさらに向上しうる。 It is preferable that the insulating heat conductive sheet contains a binder resin of 0.1 area% or more and 5 area% or less with respect to the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles in the central portion thereof. When the ratio of the binder resin in the central portion is 0.1 area% or more, the flexibility of the insulating heat conductive sheet can be further improved, and the porosity in the insulating heat conductive sheet is reduced. be able to. Further, when the ratio of the binder resin in the central portion of the sheet is 5 area% or less, the filling rate of the insulating heat conductive particles is increased, and in particular, the direct contact between the insulating heat conductive particles is further increased. Since it can be increased, the thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet can be further improved.

また、絶縁性熱伝導シートの中心部分は、絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面において、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計に対して、90面積%以上、92.5面積%以上、95面積%以上、98面積%以上、若しくは99面積%以上、かつ/又は、100面積%未満、99.9面積%以下、99.8面積%以下、若しくは99.7面積%以下の絶縁性熱伝導粒子を含有することができる。 Further, the central portion of the insulating heat conductive sheet has a cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet, and has an area of 90 area% or more and 92.5 area with respect to the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles. % Or more, 95 area% or more, 98 area% or more, or 99 area% or more, and / or less than 100 area%, 99.9 area% or less, 99.8 area% or less, or 99.7 area% or less. It can contain insulating heat conductive particles.

絶縁性熱伝導シートが、その中心部分において、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との合計に対して、95面積%以上100面積%未満の絶縁性熱伝導粒子を含有することが、好ましい。100面積%未満である場合には、中心部分にバインダー樹脂を含有させることができるため、絶縁性熱伝導シートの柔軟性をさらに向上することが可能となり、絶縁性熱伝導シート内の空隙率を低減することができる。また、95面積%以上である場合には、絶縁性熱伝導粒子の充填率が増加するため、絶縁性熱伝導シートの熱伝導率がさらに向上する。 It is preferable that the insulating heat conductive sheet contains 95 area% or more and less than 100 area% of the insulating heat conductive particles in the central portion thereof with respect to the total of the binder resin and the insulating heat conductive particles. When it is less than 100 area%, the binder resin can be contained in the central portion, so that the flexibility of the insulating heat conductive sheet can be further improved, and the porosity in the insulating heat conductive sheet can be increased. Can be reduced. Further, when the area is 95 area% or more, the filling rate of the insulating heat conductive particles increases, so that the heat conductivity of the insulating heat conductive sheet is further improved.

絶縁性熱伝導シートの表面部分及び中心部分それぞれにおける、絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比は、絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面中の一定面積中において、絶縁性熱伝導シートの表面部分及び中心部分それぞれに存在する絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の面積を計測することによって、決定することができる。計測には、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いることができる。 The area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles at the surface portion and the center portion of the insulating heat conductive sheet is the insulating heat conduction in a fixed area in the cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet. It can be determined by measuring the areas of the insulating heat conductive particles and the binder resin present on the surface portion and the central portion of the sheet, respectively. A scanning electron microscope (SEM) can be used for the measurement.

(バインダー樹脂/絶縁性熱伝導粒子の組成)
本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、バインダー樹脂及び絶縁性熱伝導粒子の組成に関して、シート全体にわたって均一であってよい。すなわち、絶縁性熱伝導シートの表面部分に存在するバインダー樹脂と、絶縁性熱伝導シートの中心部分に存在するバインダー樹脂とが、種類及び組成に関して同じであってよく、かつ、絶縁性熱伝導シートの表面部分に存在する絶縁性熱伝導粒子と、絶縁性熱伝導シートの中心部分に存在する絶縁性熱伝導粒子とが、種類及び組成に関して同じであってよい。
(Composition of binder resin / insulating heat conductive particles)
The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure may be uniform throughout the sheet with respect to the composition of the binder resin and the insulating heat conductive particles. That is, the binder resin present in the surface portion of the insulating heat conductive sheet and the binder resin existing in the central portion of the insulating heat conductive sheet may be the same in terms of type and composition, and the insulating heat conductive sheet. The insulating heat conductive particles present in the surface portion of the above and the insulating heat conductive particles present in the central portion of the insulating heat conductive sheet may be the same in terms of type and composition.

一方で、本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、バインダー樹脂の組成及び/又は絶縁性熱伝導粒子の組成に関して、シート全体にわたって均一でなくてもよい(不均一であってよい)。すなわち、例えば、絶縁性熱伝導シートの表面部分に存在するバインダー樹脂と、絶縁性熱伝導シートの中心部分に存在するバインダー樹脂とが、種類若しくは組成の点で異なっていてもよく、かつ/又は、絶縁性熱伝導シートの表面部分に存在する絶縁性熱伝導粒子と、絶縁性熱伝導シートの中心部分に存在する絶縁性熱伝導粒子とが、種類若しくは組成の点で異なっていてもよい。 On the other hand, the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure may not be uniform (may be non-uniform) over the entire sheet with respect to the composition of the binder resin and / or the composition of the insulating heat conductive particles. That is, for example, the binder resin present in the surface portion of the insulating heat conductive sheet and the binder resin existing in the central portion of the insulating heat conductive sheet may be different in terms of type or composition, and / or. The insulating heat conductive particles present on the surface portion of the insulating heat conductive sheet and the insulating heat conductive particles present on the central portion of the insulating heat conductive sheet may be different in type or composition.

<空隙>
本開示に係る絶縁性熱伝導シートの1つの実施態様では、絶縁性熱伝導シートが、面方向に垂直な断面全体について、10面積%超の空隙を有する。
<Gap>
In one embodiment of the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure, the insulating heat conductive sheet has a void of more than 10 area% for the entire cross section perpendicular to the plane direction.

従来、絶縁性熱伝導シート中の空隙は、絶縁性熱伝導シートの熱伝導率を低下させると考えられていた。特に、バインダー樹脂の含有を抑制して絶縁性熱伝導粒子を高充填させる場合には、絶縁性熱伝導粒子の形状に起因する粒子間の立体障害、及び、空隙を充填し得るバインダー樹脂の量の低下に起因して、空隙率が高くなり、結果として絶縁性熱伝導シートの熱伝導率が低下すると考えられていた。 Conventionally, it has been considered that the voids in the insulating heat conductive sheet reduce the thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet. In particular, when the content of the binder resin is suppressed and the insulating heat conductive particles are highly filled, the steric obstacle between the particles due to the shape of the insulating heat conductive particles and the amount of the binder resin that can fill the voids. It was thought that the void ratio would increase due to the decrease in heat, and as a result, the thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet would decrease.

これに対して、本開示に係る絶縁性熱伝導シートでは、面方向に垂直な断面全体について10面積%超の空隙を有する場合であっても、比較的高い熱伝導率を達成することができる。理論によって限定する意図はないが、本発明に係る絶縁性熱伝導シートでは、バインダー樹脂の偏在によって、シート中心部分における絶縁性熱伝導粒子の充填率が向上している。そのため、シート中心部分において、絶縁性熱伝導粒子間の直接の接触が増加し、その結果として、比較的高い熱伝導率を達成することができると考えらえる。 On the other hand, in the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure, relatively high thermal conductivity can be achieved even when the entire cross section perpendicular to the plane direction has a void of more than 10 area%. .. Although not intended to be limited by theory, in the insulating heat conductive sheet according to the present invention, the filling rate of the insulating heat conductive particles in the central portion of the sheet is improved due to the uneven distribution of the binder resin. Therefore, it is considered that the direct contact between the insulating heat conductive particles increases in the central portion of the sheet, and as a result, a relatively high thermal conductivity can be achieved.

本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、上述のとおり、空隙率が比較的高い場合であっても、比較的高い熱伝導率を示す。一方で、絶縁性熱伝導シートにおける空隙は、可能な限り低減されていることが好ましい。好ましくは、絶縁性熱伝導シートが、面方向に垂直な断面全体について、30面積%以下、より好ましくは25面積%以下、更に好ましくは20面積%以下の空隙を有する。 As described above, the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure exhibits a relatively high thermal conductivity even when the porosity is relatively high. On the other hand, it is preferable that the voids in the insulating heat conductive sheet are reduced as much as possible. Preferably, the insulating heat conductive sheet has voids of 30 area% or less, more preferably 25 area% or less, still more preferably 20 area% or less, with respect to the entire cross section perpendicular to the plane direction.

面方向に垂直な断面全体における空隙の「面積%」は、絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面をSEMによって撮影し、かつ取得された画像における一定面積中に存在する空隙の面積を計測することによって、算出することができる。 The "area%" of the voids in the entire cross section perpendicular to the plane direction is the area of the voids existing in a certain area in the acquired image obtained by photographing the cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet by SEM. It can be calculated by measuring.

<絶縁性熱伝導粒子> <Insulating heat conductive particles>

絶縁性熱伝導粒子は、絶縁性であり、かつバインダー樹脂よりも熱伝導が大きい任意の粒子、特に無機粒子である。絶縁性熱伝導粒子は、特に限定されず、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、及び炭化ケイ素などの粒子、表面を絶縁化した金属シリコン粒子、樹脂などの絶縁性材料で表面被覆した炭素繊維及び黒鉛、並びにポリマー系フィラーが挙げられる。面方向における熱伝導性、及び絶縁性の観点から、絶縁性熱伝導粒子が窒化ホウ素粒子、特には六方晶系窒化ホウ素粒子であることが好ましい。 The insulating heat conductive particles are arbitrary particles that are insulating and have a higher heat conduction than the binder resin, particularly inorganic particles. The insulating heat conductive particles are not particularly limited, and are, for example, particles such as boron nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, silicon nitride, and silicon carbide, metal silicon particles having an insulated surface, and insulating properties such as resin. Examples thereof include carbon fibers and graphite surface-coated with a material, and polymer-based fillers. From the viewpoint of thermal conductivity and insulating properties in the plane direction, the insulating thermal conductive particles are preferably boron nitride particles, particularly hexagonal boron nitride particles.

絶縁性熱伝導粒子の平均粒径は、好ましくは1~200μm、より好ましくは5~200μm、さらに好ましくは5~100μm、特に好ましくは10~100μmである。 The average particle size of the insulating heat conductive particles is preferably 1 to 200 μm, more preferably 5 to 200 μm, still more preferably 5 to 100 μm, and particularly preferably 10 to 100 μm.

平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置を用いてレーザー回折法によって測定されるメジアン径(ある粉体をある粒径から二つに分けたとき、その粒径より大きい粒子と小さい粒子が等量となる粒径、一般にD50とも呼ばれる)である。 The average particle size is the median diameter measured by the laser diffraction method using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (when a powder is divided into two from a certain particle size, the particles are larger than the particle size. The particle size is such that small particles are equal in quantity, also commonly referred to as D50).

(扁平状)
本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含むことが好ましい。本開示に関して、粒子が「扁平状」であるとは、粒子の形状が板状、鱗片状、又はフレーク状であることを意味する。
(Flat)
The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure preferably contains flat insulating heat conductive particles. For the present disclosure, "flat" means that the particles are plate-like, scaly, or flaky in shape.

扁平状の絶縁性熱伝導粒子のアスペクト比は、10~1000であることが好ましい。アスペクト比が10以上である場合には、熱拡散性を高めるために重要な配向性が確保され、高い熱拡散性を得ることができるため好ましい。また、1000以下のアスペクト比を持つ絶縁性熱伝導粒子は、比表面積の増大による組成物の粘度の上昇が抑制されるため、加工の容易性の観点から好ましい。 The aspect ratio of the flat insulating heat conductive particles is preferably 10 to 1000. When the aspect ratio is 10 or more, it is preferable because important orientation for enhancing the thermal diffusivity is secured and high thermal diffusivity can be obtained. Further, the insulating heat conductive particles having an aspect ratio of 1000 or less are preferable from the viewpoint of ease of processing because the increase in the viscosity of the composition due to the increase in the specific surface area is suppressed.

アスペクト比は、粒子の長径を、粒子の厚みで除した値であり、つまり長径/厚みである。粒子が球状の場合のアスペクト比は1であり、扁平な度合いが増すにつれてアスペクト比は高くなる。 The aspect ratio is a value obtained by dividing the major axis of the particles by the thickness of the particles, that is, the major axis / thickness. When the particles are spherical, the aspect ratio is 1, and the aspect ratio increases as the degree of flatness increases.

アスペクト比は、走査型電子顕微鏡を用いて、倍率1500倍で粒子の長径と厚みを測定し、長径/厚みを計算することによって、得ることができる。 The aspect ratio can be obtained by measuring the major axis and thickness of the particles at a magnification of 1500 times using a scanning electron microscope and calculating the major axis / thickness.

絶縁性熱伝導シートが扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含む場合、扁平状の絶縁性熱伝導粒子は、絶縁性熱伝導粒子全体に対して50体積%以上を占めることが好ましい。50体積%以上である場合は、良好な面内方向の熱伝導率が確保されうる。絶縁性熱伝導粒子全体に対する扁平状の絶縁性熱伝導粒子の割合は、より好ましくは60体積%以上、さらに好ましくは70体積%以上、さらにより好ましくは80体積%以上、特に好ましくは90体積%以上であり、最も好ましくは、絶縁性熱伝導粒子が、扁平状の絶縁性熱伝導粒子からなる。 When the insulating heat conductive sheet contains flat insulating heat conductive particles, the flat insulating heat conductive particles preferably occupy 50% by volume or more with respect to the entire insulating heat conductive particles. When it is 50% by volume or more, good thermal conductivity in the in-plane direction can be ensured. The ratio of the flat insulating heat conductive particles to the entire insulating heat conductive particles is more preferably 60% by volume or more, further preferably 70% by volume or more, still more preferably 80% by volume or more, and particularly preferably 90% by volume. As described above, most preferably, the insulating heat conductive particles are composed of flat insulating heat conductive particles.

(窒化ホウ素粒子)
扁平状の絶縁性熱伝導粒子としては、例えば六方晶系窒化ホウ素粒子を挙げることができる。
(Boron nitride particles)
Examples of the flat insulating heat conductive particles include hexagonal boron nitride particles.

窒化ホウ素粒子の平均粒径は、例えば1μm以上、好ましくは1~200μm、さらに好ましくは5~200μm、さらにより好ましくは5~100μm、特に好ましくは10~100μmである。1μm以上である場合には、窒化ホウ素粒子の比表面積が小さく、樹脂との相溶性が確保されるため好ましく、200μm以下である場合には、シート成形の際に厚さの均一性を確保できるため好ましい。窒化ホウ素粒子は、単一の平均粒径を有する窒化ホウ素粒子を用いてもよく、異なる平均粒径を有する窒化ホウ素粒子の複数種類を混合して用いてもよい。窒化ホウ素粒子のアスペクト比は、10~1000であることが好ましい。 The average particle size of the boron nitride particles is, for example, 1 μm or more, preferably 1 to 200 μm, more preferably 5 to 200 μm, still more preferably 5 to 100 μm, and particularly preferably 10 to 100 μm. When it is 1 μm or more, the specific surface area of the boron nitride particles is small and compatibility with the resin is ensured, which is preferable. When it is 200 μm or less, the thickness uniformity can be ensured during sheet molding. Therefore, it is preferable. As the boron nitride particles, boron nitride particles having a single average particle size may be used, or a plurality of types of boron nitride particles having different average particle sizes may be mixed and used. The aspect ratio of the boron nitride particles is preferably 10 to 1000.

絶縁性熱伝導粒子として窒化ホウ素粒子を用いる場合には、窒化ホウ素粒子以外の絶縁性熱伝導粒子を併用してもよい。その場合でも、窒化ホウ素粒子は、絶縁性熱伝導粒子全体に対して50体積%以上を占めることが好ましい。50体積%以上であれば、良好な面内方向の熱伝導率が確保されるため好ましい。絶縁性熱伝導粒子全体に対する窒化ホウ素粒子は、より好ましくは60体積%以上、さらに好ましくは70体積%以上、さらにより好ましくは80体積%、特に好ましくは90体積%以上、又は95体積%以上である。 When boron nitride particles are used as the insulating heat conductive particles, insulating heat conductive particles other than the boron nitride particles may be used in combination. Even in that case, the boron nitride particles preferably occupy 50% by volume or more of the total insulating heat conductive particles. When it is 50% by volume or more, good thermal conductivity in the in-plane direction is ensured, which is preferable. The boron nitride particles with respect to the entire insulating heat conductive particles are more preferably 60% by volume or more, further preferably 70% by volume or more, still more preferably 80% by volume or more, and particularly preferably 90% by volume or more, or 95% by volume or more. be.

絶縁性熱伝導粒子として窒化ホウ素粒子と等方性の熱伝導率を有するセラミックス粒子とを併用する場合には、絶縁性熱伝導シートの厚み方向の熱伝導率と面内方向の熱伝導率のバランスを必要に応じて調節することができるため、好ましい態様である。また、窒化ホウ素粒子は高価な材料であるため、例えば表面を熱酸化して絶縁化した金属シリコン粒子のような安価な材料と併用することが便宜であり、この場合に、絶縁性熱伝導シートの原料コストと熱伝導率とのバランスを必要に応じて調節することができるため、好ましい態様である。 When boron nitride particles and ceramic particles having isotropic thermal conductivity are used in combination as the insulating thermal conductive particles, the thermal conductivity in the thickness direction and the thermal conductivity in the in-plane direction of the insulating thermal conductive sheet This is a preferred embodiment because the balance can be adjusted as needed. Further, since the boron nitride particles are an expensive material, it is convenient to use them together with an inexpensive material such as metal silicon particles whose surface is thermally oxidized and insulated. In this case, an insulating heat conductive sheet is used. This is a preferable embodiment because the balance between the raw material cost and the thermal conductivity of the above can be adjusted as needed.

(変形)
本開示に係る絶縁性熱伝導シートの1つの有利な実施態様では、絶縁性熱伝導粒子が、変形している扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含んでいる。
(Transformation)
In one advantageous embodiment of the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure, the insulating heat conductive particles include deformed flat insulating heat conductive particles.

変形している扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含む絶縁性熱伝導シートでは、面方向における熱伝導率がさらに向上する。理論によって限定する意図はないが、扁平状の絶縁性熱伝導粒子が変形していることによって、粒子間の隙間が埋められ、シート内部の空隙が低減されると考えられる。また、絶縁性熱伝導シートの製造の過程で、扁平状の絶縁性熱伝導粒子が変形する際に、粒子間に閉じ込められた気泡のシート外への排出が促進され、空隙の低減がさらに促進されるということも考えられる。 In an insulating heat conductive sheet containing deformed flat insulating heat conductive particles, the thermal conductivity in the plane direction is further improved. Although not intended to be limited by theory, it is believed that the deformation of the flat insulating heat conductive particles fills the gaps between the particles and reduces the voids inside the sheet. In addition, when the flat insulating heat conductive particles are deformed in the process of manufacturing the insulating heat conductive sheet, the discharge of bubbles trapped between the particles to the outside of the sheet is promoted, and the reduction of voids is further promoted. It is also possible that it will be done.

変形している扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含有している絶縁性熱伝導シートを得る方法は、特に限定されないが、例えば、扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含む絶縁性熱伝導シート前駆体(例えば、スラリーを賦形・乾燥して得られるシートの積層体)に対してロールプレス処理を行う方法が挙げられる。特に、扁平状の絶縁性熱伝導粒子が高充填されている絶縁性熱伝導シート前駆体に対してロールプレス処理を行う方法によれば、絶縁性熱伝導粒子間に高いせん断応力が働きやすいため、粒子の変形がより顕著になると考えられる。 The method for obtaining an insulating heat conductive sheet containing deformed flat insulating heat conductive particles is not particularly limited, and for example, an insulating heat conductive sheet precursor containing flat insulating heat conductive particles is used. Examples thereof include a method of performing a roll press treatment on a body (for example, a laminated body of sheets obtained by shaping and drying a slurry). In particular, according to the method of performing a roll press treatment on an insulating heat conductive sheet precursor that is highly filled with flat insulating heat conductive particles, high shear stress is likely to act between the insulating heat conductive particles. , It is considered that the deformation of particles becomes more remarkable.

〈バインダー樹脂〉
本開示に係るバインダー樹脂は、特に限定されない。バインダー樹脂としては、例えば、アラミド樹脂(芳香族ポリアミド)などの後述する熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができ、これらは、単独で、又は複数を組み合わせた混合物として用いることができる。バインダー樹脂は、特に好ましくは芳香族ポリアミドである。芳香族ポリアミドは、脂肪族ポリアミドと比較して優れた強度を有するため、バインダー樹脂として芳香族ポリアミドを用いた場合には、絶縁性熱伝導粒子の保持性及びシート形状の安定性が特に優れた絶縁性熱伝導シートを提供することができる。
<Binder resin>
The binder resin according to the present disclosure is not particularly limited. Examples of the binder resin include thermoplastic resins described later such as aramid resins (aromatic polyamides), and thermosetting resins such as silicone resins, polyimide resins, phenol resins, and epoxy resins, which are used alone. , Or a mixture of a plurality of them can be used. The binder resin is particularly preferably an aromatic polyamide. Since the aromatic polyamide has excellent strength as compared with the aliphatic polyamide, when the aromatic polyamide is used as the binder resin, the retention of the insulating heat conductive particles and the stability of the sheet shape are particularly excellent. An insulating heat conductive sheet can be provided.

(熱特性)
絶縁性熱伝導シートの熱特性の観点からは、バインダー樹脂が耐熱性及び/又は難燃性において優れた性質を有していることが好ましい。特には、バインダー樹脂の融点又は熱分解温度が、150℃以上であることが好ましい。
(Thermal characteristics)
From the viewpoint of the thermal properties of the insulating heat conductive sheet, it is preferable that the binder resin has excellent heat resistance and / or flame retardancy. In particular, it is preferable that the melting point or the thermal decomposition temperature of the binder resin is 150 ° C. or higher.

バインダー樹脂の融点は、示差走査熱量計で測定される。バインダー樹脂の融点は、より好ましくは、200℃以上、さらに好ましくは250℃以上、特に好ましくは300℃以上である。バインダー樹脂の融点の下限は、特に限定されないが、例えば、600℃以下、500℃以下、又は400℃以下である。 The melting point of the binder resin is measured by a differential scanning calorimeter. The melting point of the binder resin is more preferably 200 ° C. or higher, still more preferably 250 ° C. or higher, and particularly preferably 300 ° C. or higher. The lower limit of the melting point of the binder resin is not particularly limited, but is, for example, 600 ° C. or lower, 500 ° C. or lower, or 400 ° C. or lower.

バインダーの熱分解温度は、示差走査熱量計で測定される。バインダー樹脂の熱分解温度は、より好ましくは200℃以上、さらに好ましくは300℃以上、特に好ましくは400℃以上、最も好ましくは500℃以上である。バインダー樹脂の熱分解温度の下限は、特に限定されないが、例えば、1000℃以下、900℃以下、又は800℃以下である。 The thermal decomposition temperature of the binder is measured by a differential scanning calorimeter. The thermal decomposition temperature of the binder resin is more preferably 200 ° C. or higher, further preferably 300 ° C. or higher, particularly preferably 400 ° C. or higher, and most preferably 500 ° C. or higher. The lower limit of the thermal decomposition temperature of the binder resin is not particularly limited, but is, for example, 1000 ° C. or lower, 900 ° C. or lower, or 800 ° C. or lower.

車載向けの電子機器内部の放熱用途として用いる場合、樹脂材料の耐熱温度の高さも必要となる。炭化ケイ素を用いたパワー半導体の場合、300℃前後の耐熱性が要求される。したがって、300℃以上の耐熱性を有している樹脂は、車載用途、得にパワー半導体周辺の放熱用途に好適に用いることができる。そのような樹脂としては、例えばアラミド樹脂を挙げることができる。 When used for heat dissipation inside electronic devices for automobiles, the heat resistant temperature of the resin material is also required to be high. In the case of a power semiconductor using silicon carbide, heat resistance of around 300 ° C. is required. Therefore, the resin having a heat resistance of 300 ° C. or higher can be suitably used for in-vehicle applications, especially for heat dissipation around power semiconductors. Examples of such a resin include an aramid resin.

(熱可塑性樹脂)
柔軟性及びハンドリング性の観点からは、バインダー樹脂が熱可塑性樹脂を含むことが特に好ましい。熱可塑性樹脂を含む絶縁性熱伝導シートは、製造時に熱硬化を必要としないため、柔軟性に優れており、かつ電子機器内部への適用を比較的容易に行うことができる。
(Thermoplastic resin)
From the viewpoint of flexibility and handleability, it is particularly preferable that the binder resin contains a thermoplastic resin. Since the insulating heat conductive sheet containing the thermoplastic resin does not require heat curing at the time of manufacture, it has excellent flexibility and can be relatively easily applied to the inside of an electronic device.

また、バインダー樹脂が熱可塑性樹脂を含む場合には、絶縁性熱伝導シート内の空隙をさらに低減できると考えられるため、特に好ましい。理論によって限定する意図はないが、バインダー樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、例えば絶縁性熱伝導シートの製造時におけるロールプレス処理の際に加熱処理することによって、熱可塑性樹脂が軟化し、絶縁性熱伝導粒子間にトラップされた気泡の排出がさらに促進され、結果として空隙の低減効果をさらに高めることができると考えられる。 Further, when the binder resin contains a thermoplastic resin, it is considered that the voids in the insulating heat conductive sheet can be further reduced, which is particularly preferable. Although not intended to be limited by theory, when a thermoplastic resin is used as the binder resin, the thermoplastic resin is softened by heat treatment, for example, during the roll press treatment during the production of the insulating heat conductive sheet. It is considered that the discharge of the bubbles trapped between the insulating heat conductive particles is further promoted, and as a result, the effect of reducing the voids can be further enhanced.

本開示に係るバインダー樹脂として使用することができる熱可塑性樹脂としては、アラミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、液晶ポリマー(LCP)樹脂、ポリアリレート(PAR)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、及びポリベンゾオキサゾール(PBO)等を挙げることができる。 Examples of the thermoplastic resin that can be used as the binder resin according to the present disclosure include aramid resin, polyvinylidene fluoride (PVDF), thermoplastic polyimide resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, liquid crystal polymer (LCP) resin, and poly. Arilate (PAR) resin, polyetherimide (PEI) resin, polyethersulfone (PES) resin, polyamideimide (PAI) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyether ether ketone (PEEK) resin, and polybenzoxazole ( PBO) and the like can be mentioned.

(アラミド樹脂)
特には、バインダー樹脂がアラミド樹脂(芳香族ポリアミド)を含むこと、又はアラミド樹脂からなることが好ましい。バインダー樹脂がアラミド樹脂を含む場合、バインダー樹脂に対して90体積%以上で含有することが好ましい。バインダー樹脂としてアラミド樹脂を用いた場合には、絶縁性熱伝導粒子を高い割合で充填しながらも機械的強度がさらに優れた絶縁性熱伝導シートがもたらされる。従来の絶縁性熱伝導シートでは、シート自体の厚みが大きく、結果的に熱抵抗値が高くなってしまう場合があった。これに対して、アラミド樹脂を用いた絶縁性熱伝導シートは、絶縁性熱伝導粒子、特には窒化ホウ素粒子を高い割合で充填しながらも機械的強度に優れており、その結果、シートの厚さ自体が薄く、シート全体の熱抵抗値の低さに優れている。また、熱特性の観点からも、バインダー樹脂がアラミド樹脂を含むこと又はアラミド樹脂からなることが好ましい。アラミド樹脂は比較的高い熱分解温度を有しており、かつバインダー樹脂としてアラミド樹脂を用いた絶縁性熱伝導シートは、優れた難燃性を示す。
(Aramid resin)
In particular, it is preferable that the binder resin contains an aramid resin (aromatic polyamide) or is made of an aramid resin. When the binder resin contains an aramid resin, it is preferably contained in an amount of 90% by volume or more with respect to the binder resin. When an aramid resin is used as the binder resin, an insulating heat conductive sheet having further excellent mechanical strength while being filled with a high proportion of insulating heat conductive particles is obtained. In the conventional insulating heat conductive sheet, the thickness of the sheet itself is large, and as a result, the thermal resistance value may become high. On the other hand, the insulating heat conductive sheet using the aramid resin is excellent in mechanical strength while being filled with insulating heat conductive particles, particularly boron nitride particles in a high ratio, and as a result, the thickness of the sheet is excellent. It is thin and has excellent low thermal resistance of the entire sheet. Further, from the viewpoint of thermal characteristics, it is preferable that the binder resin contains an aramid resin or is made of an aramid resin. The aramid resin has a relatively high thermal decomposition temperature, and the insulating heat conductive sheet using the aramid resin as the binder resin exhibits excellent flame retardancy.

アラミド樹脂は、アミド結合の60%以上が芳香環に直接結合した線状高分子化合物である。アラミド樹脂として、例えば、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及びその共重合体、ポリパラフェニレンテレフタルアミド及びその共重合体を用いることができ、例えばコポリパラフェニレン・3、4‘-ジフェニルエーテルテレフタルアミド(別名:コポリパラフェニレン・3、4‘-オキシジフェニレンテレフタルアミド)を挙げることができる。アラミド樹脂は単一で用いてもよく、複数を混合して用いてもよい。 The aramid resin is a linear polymer compound in which 60% or more of the amide bonds are directly bonded to the aromatic ring. As the aramid resin, for example, polymetaphenylene isophthalamide and its copolymer, polyparaphenylene terephthalamide and its polymer can be used, for example, copolyparaphenylene 3,4'-diphenyl ether terephthalamide (also known as copoly). Paraphenylene (3,4'-oxydiphenylene terephthalamide) can be mentioned. The aramid resin may be used alone or in combination of two or more.

本開示に係るバインダー樹脂については、絶縁性熱伝導シートの「表面部分」と「中心部分」とにそれぞれ含まれるバインダー樹脂が、同一のものであっても異なるものであってもよい。加熱・冷却時や吸水・乾燥時の膨張・収縮率の差異に起因するシートの破壊を防ぐ点から、絶縁性熱伝導シートの「表面部分」と「中心部分」とにそれぞれ含まれるバインダー樹脂は、同一のものであることが好ましい。また、図1の絶縁性熱伝導シート10において、2つの「表面部分」12は、同一のバインダー樹脂であることが好ましい。 Regarding the binder resin according to the present disclosure, the binder resins contained in the "surface portion" and the "central portion" of the insulating heat conductive sheet may be the same or different. The binder resin contained in the "surface part" and "center part" of the insulating heat conductive sheet is different from the viewpoint of preventing the sheet from being destroyed due to the difference in expansion / contraction rate during heating / cooling and water absorption / drying. , It is preferable that they are the same. Further, in the insulating heat conductive sheet 10 of FIG. 1, it is preferable that the two "surface portions" 12 are the same binder resin.

〈添加物〉
本発明の絶縁性熱伝導シートは、難燃剤、変色防止剤、界面活性剤、カップリング剤、着色剤、粘度調整剤、及び/又は補強材を含有していてもよい。さらに、シートの強度を高めるために、繊維状の補強材を含有していてもよい。繊維状の補強材としてアラミド樹脂の短繊維を用いると、補強材の添加によって絶縁性熱伝導シートの耐熱性が低下しないので好ましい。繊維状の補強材は、絶縁性熱伝導シート100体積部に対して0.5~25体積部の範囲で添加することが好ましく、1~20体積部の範囲で添加することがより好ましい。補強材等を添加する場合、絶縁性熱伝導シート100体積部に対するバインダー樹脂の割合は、3体積部を下回らないことが好ましい。
<Additive>
The insulating heat conductive sheet of the present invention may contain a flame retardant, a discoloration inhibitor, a surfactant, a coupling agent, a colorant, a viscosity modifier, and / or a reinforcing material. Further, in order to increase the strength of the sheet, a fibrous reinforcing material may be contained. It is preferable to use aramid resin staple fibers as the fibrous reinforcing material because the heat resistance of the insulating heat conductive sheet does not decrease due to the addition of the reinforcing material. The fibrous reinforcing material is preferably added in the range of 0.5 to 25 parts by volume with respect to 100 parts by volume of the insulating heat conductive sheet, and more preferably added in the range of 1 to 20 parts by volume. When a reinforcing material or the like is added, the ratio of the binder resin to 100 parts by volume of the insulating heat conductive sheet is preferably not less than 3 parts by volume.

<絶縁性熱伝導シート>
絶縁性熱伝導シートの厚みは特に制限されないが、例えば、300μm以下、200μm以下、150μm以下、100μm以下、又は90μm以下であってよい。絶縁性熱伝導シートの厚みの下限は、特に制限されないが、例えば0.1μm以上、1μm以上、又は10μm以上であってよい。絶縁性熱伝導シートの厚みが100μm以下である場合には、絶縁性熱伝導シート自体の熱抵抗値が低くなるため、好ましい。また、絶縁性熱伝導シート自体が薄いことによって、電子機器内部の制限された空間で放熱性能を発現することができる。
<Insulating heat conductive sheet>
The thickness of the insulating heat conductive sheet is not particularly limited, but may be, for example, 300 μm or less, 200 μm or less, 150 μm or less, 100 μm or less, or 90 μm or less. The lower limit of the thickness of the insulating heat conductive sheet is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 μm or more, 1 μm or more, or 10 μm or more. When the thickness of the insulating heat conductive sheet is 100 μm or less, the thermal resistance value of the insulating heat conductive sheet itself becomes low, which is preferable. Further, since the insulating heat conductive sheet itself is thin, heat dissipation performance can be exhibited in the limited space inside the electronic device.

(使用)
本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、例えば、電気製品内部の半導体素子又は電源、光源などの発熱部品において発せられる熱を速やかに拡散して局所的な温度上昇を緩和するために使用することができ、又は発熱源から離れた箇所に熱を輸送するために使用することができる。
(use)
The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure shall be used, for example, to rapidly diffuse the heat generated in a semiconductor element inside an electric product or a heat generating component such as a power source or a light source to alleviate a local temperature rise. Or can be used to transport heat away from the heat source.

具体的には、本開示に係る絶縁性熱伝導シートの使用方法の例として、絶縁性熱伝導シートを発熱源(CPUなど)側に貼ることによって発熱源の熱を拡散し、それによって発熱源(チップ)温度の低減を行う使用方法、あるいは、絶縁性熱伝導シートを筐体側に貼ることによって筐体温度の局所的な増加を低減する使用方法などが挙げられる。 Specifically, as an example of the method of using the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure, the heat of the heat generating source is diffused by attaching the insulating heat conductive sheet to the heat generating source (CPU, etc.) side, thereby spreading the heat of the heat generating source. (Chip) A usage method for reducing the temperature, or a usage method for reducing a local increase in the housing temperature by attaching an insulating heat conductive sheet to the housing side can be mentioned.

絶縁性熱伝導シートを電子機器に適用する場合、その適用方法は特に限定されない。例えば、絶縁性熱伝導シートを、発熱源、例えば電子機器内部の半導体に、直接に接触させて又は他の熱伝導体を介して配置してよく、そのようにして、発熱源の表面温度を効率よく低減することができる。また、絶縁性熱伝導シートを発熱源と耐熱性の低い電子部品との間に配置することによって、耐熱性の低い電子部品に伝わる熱を拡散し、それによって、電子部品を熱から保護することができる。また、絶縁性熱伝導シートを発熱源と液晶ディスプレイの間に配置することで、局所的な加熱による液晶ディスプレイの不良、例えば色ムラを、低減することができる。さらに、絶縁性熱伝導シートを熱源と電子機器の外表面との間に配置することによって、電子機器の外表面の局所的な温度上昇を低減することができ、それによって、使用者への安全性をさらに向上することができ、例えば、低温やけどを回避することができる。 When the insulating heat conductive sheet is applied to an electronic device, the application method is not particularly limited. For example, the insulating heat conductive sheet may be placed in direct contact with a heat source, such as a semiconductor inside an electronic device, or via another heat conductor, thus reducing the surface temperature of the heat source. It can be reduced efficiently. In addition, by arranging an insulating heat conductive sheet between the heat generation source and the electronic component with low heat resistance, the heat transferred to the electronic component with low heat resistance is diffused, thereby protecting the electronic component from heat. Can be done. Further, by arranging the insulating heat conductive sheet between the heat generation source and the liquid crystal display, it is possible to reduce defects of the liquid crystal display due to local heating, for example, color unevenness. In addition, by placing an insulating heat conductive sheet between the heat source and the outer surface of the electronic device, it is possible to reduce the local temperature rise of the outer surface of the electronic device, thereby providing safety to the user. The sex can be further improved, for example, low temperature burns can be avoided.

(粘着層)
絶縁性熱伝導シートの一方の表面又は両方の表面に、粘着層及び/又は接着層を配置してもよい。この場合、粘着層及び接着層は、公知のものであってよい。絶縁性熱伝導シートの表面に粘着層及び/又は接着層を配置することで、電子機器内部等への絶縁性熱伝導シートの設置がさらに簡便となる。
(Adhesive layer)
An adhesive layer and / or an adhesive layer may be arranged on one surface or both surfaces of the insulating heat conductive sheet. In this case, the adhesive layer and the adhesive layer may be known. By arranging the adhesive layer and / or the adhesive layer on the surface of the insulating heat conductive sheet, it becomes easier to install the insulating heat conductive sheet inside an electronic device or the like.

(面内方向における熱伝導率)
絶縁性熱伝導シートの熱伝導率が、面内方向で、60W/(m・K)超、65W/(m・K)超、70W/(m・K)以上、又は70W/(m・K)超であることが好ましい。熱伝導率が面内方向で60W/(m・K)超である場合には、電子機器の発熱を十分に拡散することができ、ヒートスポットが発生しにくくなるため、好ましい。面内方向の熱伝導率は高い程好ましいが、通常達成できる熱伝導率は、面内方向で高々100W/(m・K)である。
(Thermal conductivity in the in-plane direction)
The thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet is more than 60 W / (m · K), more than 65 W / (m · K), 70 W / (m · K) or more, or 70 W / (m · K) in the in-plane direction. ) It is preferable that it is super. When the thermal conductivity is more than 60 W / (m · K) in the in-plane direction, the heat generated by the electronic device can be sufficiently diffused and heat spots are less likely to occur, which is preferable. The higher the thermal conductivity in the in-plane direction, the more preferable, but the thermal conductivity that can usually be achieved is at most 100 W / (m · K) in the in-plane direction.

絶縁性熱伝導シートの面内方向の熱伝導率は、熱拡散率、比重、及び比熱を全て乗じて算出することができる。すなわち、
(熱伝導率)=(熱拡散率)×(比熱)×(比重)
によって算出することができる。
The in-plane thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet can be calculated by multiplying the thermal diffusivity, the specific gravity, and the specific heat. That is,
(Thermal conductivity) = (Thermal diffusivity) x (Specific heat) x (Specific gravity)
Can be calculated by.

上記の熱拡散率は、光交流法によって、光交流法熱拡散率測定装置を用いて測定することができる。比熱は、示差走査熱量計によって求めることができる。また、比重は、絶縁性熱伝導シートの外寸法及び重量から求めることができる。 The above heat diffusivity can be measured by the optical AC method using an optical AC method heat diffusivity measuring device. The specific heat can be determined by a differential scanning calorimeter. Further, the specific gravity can be obtained from the outer dimensions and weight of the insulating heat conductive sheet.

(厚み方向における熱伝導率)
絶縁性熱伝導シートの熱伝導率が、厚み方向で、3.0W/(m・K)、3.5W/(m・K)以上、4.0W/(m・K)、4.5W/(m・K)、若しくは5.0W/(m・K)以上であることが好ましい。厚み方向での熱伝導率の上限は特に制限されないが、10.0W/(m・K)以下、若しくは8.0W/(m・K)以下であってよい。
(Thermal conductivity in the thickness direction)
The thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet is 3.0 W / (m · K), 3.5 W / (m · K) or more, 4.0 W / (m · K), 4.5 W / in the thickness direction. It is preferably (m · K) or 5.0 W / (m · K) or higher. The upper limit of the thermal conductivity in the thickness direction is not particularly limited, but may be 10.0 W / (m · K) or less, or 8.0 W / (m · K) or less.

絶縁性熱伝導シートの厚み方向の熱伝導率は、熱拡散率、比重及び比熱を全て乗じて算出することができる。すなわち、
(熱伝導率)=(熱拡散率)×(比熱)×(比重)
によって算出することができる。
The thermal conductivity in the thickness direction of the insulating heat conductive sheet can be calculated by multiplying all of the thermal diffusivity, the specific gravity and the specific heat. That is,
(Thermal conductivity) = (Thermal diffusivity) x (Specific heat) x (Specific gravity)
Can be calculated by.

厚み方向の熱拡散率は、温度波分析法(温度波の位相遅れ計測法)により求めることができる。比熱は、示差走査熱量計によって求めることができる。また、比重は、絶縁性熱伝導シートの外寸法及び重量から求めることができる。 The thermal diffusivity in the thickness direction can be obtained by a temperature wave analysis method (phase delay measurement method of temperature waves). The specific heat can be determined by a differential scanning calorimeter. Further, the specific gravity can be obtained from the outer dimensions and weight of the insulating heat conductive sheet.

本開示に係る絶縁性熱伝導シートを製造するための方法は、特に限定されない。本開示に係る絶縁性熱伝導シートは、例えば、下記に記載する本開示に係る製造方法によって製造することができる。 The method for producing the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure is not particularly limited. The insulating heat conductive sheet according to the present disclosure can be manufactured, for example, by the manufacturing method according to the present disclosure described below.

≪製造方法≫
本発明は、下記の工程を含む、絶縁性熱伝導シートの製造方法を含む:
7.5体積%以上のバインダー樹脂及び92.5体積%未満の絶縁性熱伝導粒子を含有する2つのA層、並びに、2つのA層の間に配置されており7.5体積%未満のバインダー樹脂及び92.5体積%以上の絶縁性熱伝導粒子を含有するB層、を有する積層体を提供すること(提供工程)、並びに、
上記の積層体をロールプレスすること(ロールプレス工程)
を含む。
≪Manufacturing method≫
The present invention includes a method for producing an insulating heat conductive sheet, which comprises the following steps:
Two A layers containing 7.5% by volume or more of the binder resin and less than 92.5% by volume of insulating heat conductive particles, and less than 7.5% by volume arranged between the two A layers. To provide a laminate having a binder resin and a B layer containing 92.5% by volume or more of insulating heat conductive particles (providing step), and
Roll pressing the above laminate (roll pressing process)
including.

本開示に係る製造方法に用いられるバインダー樹脂及び絶縁性熱伝導粒子については、本開示に係る絶縁性熱伝導シートについての上記の記載を参照することができる。 For the binder resin and the insulating heat conductive particles used in the production method according to the present disclosure, the above description of the insulating heat conductive sheet according to the present disclosure can be referred to.

<提供工程>
提供工程では、2つのA層、及びB層を有する積層体を提供する。図2は、本開示に係る絶縁性熱伝導シートの製造方法で用いる積層体の1つの実施態様(積層体20)の面方向に垂直な断面概略図を示す。この積層体20は、2つのA層22の間にB層24が配置された層構造を有している。
<Providing process>
In the providing step, a laminate having two A layers and a B layer is provided. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view perpendicular to the plane direction of one embodiment (laminate 20) of the laminate used in the method for manufacturing an insulating heat conductive sheet according to the present disclosure. The laminated body 20 has a layer structure in which the B layer 24 is arranged between the two A layers 22.

(A層の構成)
2つのA層は、それぞれ独立に、1体積%以上、5体積%以上、10体積%以上、25体積%以上、50体積%以上、若しくは75体積%以上の絶縁性熱伝導粒子を含有することができ、かつ/又は、92.5体積%未満、90体積%以下、若しくは90体積%未満の絶縁性熱伝導粒子を含有することができる。
(Structure of layer A)
Each of the two A layers independently contains 1% by volume or more, 5% by volume or more, 10% by volume or more, 25% by volume or more, 50% by volume or more, or 75% by volume or more of insulating heat conductive particles. And / or can contain insulating heat conductive particles of less than 92.5% by volume, 90% by volume or less, or less than 90% by volume.

2つのA層のうちの1つ、特には2つのA層の両方が、50体積%以上90体積%以下の絶縁性熱伝導粒子を含有することが、好ましい。90体積%以下である場合には、製造される絶縁性熱伝導シートの表面部分におけるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるため、絶縁性熱伝導シートの形状保持性及び機械的安定性がさらに向上しうる。また、50体積%以上である場合には、製造される絶縁性熱伝導シートの熱伝導率のさらなる向上がもたらされる。さらに、50体積%以上である場合には、製造される絶縁性熱伝導シートの熱的寸法安定性がさらに向上する。 It is preferable that one of the two A layers, particularly both of the two A layers, contains 50% by volume or more and 90% by volume or less of the insulating heat conductive particles. When it is 90% by volume or less, the content of the binder resin in the surface portion of the manufactured insulating heat conductive sheet can be increased, so that the shape retention and mechanical stability of the insulating heat conductive sheet are further improved. Can be improved. Further, when it is 50% by volume or more, the thermal conductivity of the manufactured insulating heat conductive sheet is further improved. Further, when it is 50% by volume or more, the thermal dimensional stability of the manufactured insulating heat conductive sheet is further improved.

2つのA層は、それぞれ独立に、7.5体積%以上、10体積%以上、若しくは12体積%以上のバインダー樹脂を含有することができ、かつ/又は、99体積%以下、90体積%以下、75体積%以下、50体積%以下、若しくは25体積%以下のバインダー樹脂を含有することができる。 The two A layers can independently contain 7.5% by volume or more, 10% by volume or more, or 12% by volume or more of the binder resin, and / or 99% by volume or less and 90% by volume or less. , 75% by volume or less, 50% by volume or less, or 25% by volume or less of the binder resin can be contained.

2つのA層のうちの1つ、特には2つのA層の両方が、10体積%以上50体積%以下のバインダー樹脂を含有することが、好ましい。10体積%以上である場合には、製造される絶縁性熱伝導シートの形状保持性がさらに向上する。また、50体積%以下である場合には、表面部分における絶縁性熱伝導粒子の含有量を増加させることが可能となるので、絶縁性熱伝導シートの熱伝導率のさらなる向上がもたらされうる。さらに、加熱された場合の絶縁性熱伝導シートの熱的寸法安定性がさらに向上しうる。 It is preferable that one of the two A layers, particularly both of the two A layers, contains 10% by volume or more and 50% by volume or less of the binder resin. When it is 10% by volume or more, the shape retention of the manufactured insulating heat conductive sheet is further improved. Further, when it is 50% by volume or less, the content of the insulating heat conductive particles in the surface portion can be increased, so that the thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet can be further improved. .. Further, the thermal dimensional stability of the insulating heat conductive sheet when heated can be further improved.

(B層の構成)
B層は、92.5体積%以上、93体積%以上、94体積%以上、若しくは95体積%以上の絶縁性熱伝導粒子を含有することができ、かつ/又は、100体積%未満、99体積%以下、若しくは98体積%以下の絶縁性熱伝導粒子を含有することができる。
(Structure of layer B)
The B layer can contain 92.5% by volume or more, 93% by volume or more, 94% by volume or more, or 95% by volume or more of insulating heat conductive particles, and / or less than 100% by volume, 99% by volume. Insulating heat conductive particles of% or less, or 98% by volume or less can be contained.

B層は、95体積%以上99体積%以下の絶縁性熱伝導粒子を含有することが好ましい。99体積%以下である場合には、中心部分におけるバインダー樹脂の含有量を増やすことができるため、製造される絶縁性熱伝導シートの柔軟性をさらに向上させることが可能となり、また、絶縁性熱伝導シート内の空隙率を低減することができる。また、95体積%以上である場合には、絶縁性熱伝導粒子の充填率が増加し、絶縁性熱伝導粒子同士の接触がさらに促進されるため、製造される絶縁性熱伝導シートの熱伝導率がさらに向上する。 The B layer preferably contains 95% by volume or more and 99% by volume or less of insulating heat conductive particles. When it is 99% by volume or less, the content of the binder resin in the central portion can be increased, so that the flexibility of the manufactured insulating heat conductive sheet can be further improved, and the insulating heat can be further improved. The porosity in the conductive sheet can be reduced. Further, when it is 95% by volume or more, the filling rate of the insulating heat conductive particles increases and the contact between the insulating heat conductive particles is further promoted, so that the heat conduction of the manufactured insulating heat conductive sheet is further promoted. The rate is further improved.

B層は、0体積%超、0.1体積%以上、0.5体積%以上、1体積%以上、若しくは2体積%以上のバインダー樹脂を含有することができ、かつ/又は、7.5体積%未満、5体積%以下、若しくは4体積%以下のバインダー樹脂を含有することができる。 The B layer can contain a binder resin of more than 0% by volume, 0.1% by volume or more, 0.5% by volume or more, 1% by volume or more, or 2% by volume or more, and / or 7.5. It can contain less than 5% by volume, 5% by volume or less, or 4% by volume or less of the binder resin.

B層は、1体積%以上5体積%以下のバインダー樹脂を含有することが好ましい。B層におけるバインダー樹脂の割合が1体積%以上である場合には、製造される絶縁性熱伝導シートの形状安定性をさらに向上させることができ、また、絶縁性熱伝導シート内の空隙率を低減することができる。また、B層におけるバインダー樹脂の割合が5体積%以下である場合には、絶縁性熱伝導粒子の充填率を高めることが可能となり、絶縁性熱伝導粒子同士の接触をさらに促進することができるため、製造される絶縁性熱伝導シートの熱伝導率がさらに向上する。 The B layer preferably contains 1% by volume or more and 5% by volume or less of the binder resin. When the ratio of the binder resin in the B layer is 1% by volume or more, the shape stability of the manufactured insulating heat conductive sheet can be further improved, and the porosity in the insulating heat conductive sheet can be increased. Can be reduced. Further, when the ratio of the binder resin in the B layer is 5% by volume or less, the filling rate of the insulating heat conductive particles can be increased, and the contact between the insulating heat conductive particles can be further promoted. Therefore, the thermal conductivity of the manufactured insulating heat conductive sheet is further improved.

(厚さ)
A層及びB層の厚みは、製造される絶縁性熱伝導シートにおいて、バインダー樹脂が所望の偏在パターンを示すように、適宜設定することができる。
(thickness)
The thicknesses of the A layer and the B layer can be appropriately set so that the binder resin exhibits a desired uneven distribution pattern in the manufactured insulating heat conductive sheet.

例えば、2つのA層の厚みは、それぞれ独立に、積層体の厚み全体に対して、0.5%以上、1%以上、2%以上、5%以上、7.5%以上、若しくは10%以上であってよく、かつ/又は、35%以下、30%以下、25%以下、若しくは20%以下であってよい。 For example, the thicknesses of the two layers A are independently 0.5% or more, 1% or more, 2% or more, 5% or more, 7.5% or more, or 10% with respect to the total thickness of the laminated body. It may be more than or equal to and / or may be 35% or less, 30% or less, 25% or less, or 20% or less.

また、例えば、B層の厚みは、積層体の厚み全体に対して、30%以上、40%以上、50%以上、若しくは60%以上であってよく、かつ/又は、99%以下、98%以下、96%以下、90%以下、85%以下、若しくは80%以下であってよい。 Further, for example, the thickness of the B layer may be 30% or more, 40% or more, 50% or more, or 60% or more, and / or 99% or less, 98% with respect to the total thickness of the laminated body. Hereinafter, it may be 96% or less, 90% or less, 85% or less, or 80% or less.

積層体を構成するA層及びB層は、バインダー樹脂及び絶縁性熱伝導粒子以外のその他の成分を含むことができる。その他の成分としては、難燃剤、変色防止剤、界面活性剤、カップリング剤、着色剤、粘度調整剤、及び/又は補強材などが挙げられる。「その他の成分」は、A層及びB層それぞれにおいて、25体積%以下、10体積%以下、5体積%以下、2.5体積%以下、又は1体積%以下であることが好ましい。 The layers A and B constituting the laminate can contain other components other than the binder resin and the insulating heat conductive particles. Other components include flame retardants, discoloration inhibitors, surfactants, coupling agents, colorants, viscosity modifiers, and / or reinforcing materials. The "other components" are preferably 25% by volume or less, 10% by volume or less, 5% by volume or less, 2.5% by volume or less, or 1% by volume or less in each of the A layer and the B layer.

(提供)
上述の積層体を提供する方法は、特に限定されない。例えば、A層及びB層に対応するスラリーをそれぞれ準備し、基材の上でそれぞれのスラリーを逐次的にシート状に賦形・乾燥することによって、積層体を得ることができる。あるいは、A層及びB層に対応するスラリーから、A層及びB層にそれぞれ対応する前駆体シート部材を事前に形成し、これらの前駆体シート部材を重ね合わせることによって、積層体を形成することもできる。
(Provided)
The method for providing the above-mentioned laminate is not particularly limited. For example, a laminated body can be obtained by preparing slurries corresponding to the A layer and the B layer, respectively, and sequentially shaping and drying the respective slurries on the substrate in the form of a sheet. Alternatively, a precursor sheet member corresponding to each of the A layer and the B layer is formed in advance from the slurry corresponding to the A layer and the B layer, and these precursor sheet members are superposed to form a laminated body. You can also.

積層体を提供する提供工程の1つの実施態様は、
(1)スラリーA及びスラリーBを調製すること、
(2)ガラス板などの基材上にスラリーAをシート状に賦形及び乾燥して、A層(第1のA層)を形成すること、
(3)上記A層の上に、スラリーBをシート状に賦形及び乾燥して、B層を形成すること、並びに、
(4)上記B層の上に、スラリーAをシート状に賦形及び乾燥して、さらなるA層(第2のA層)を形成すること
を含む。
One embodiment of the providing step of providing a laminate is
(1) Preparing slurry A and slurry B,
(2) Forming and drying the slurry A in the form of a sheet on a substrate such as a glass plate to form the A layer (first A layer).
(3) The slurry B is formed into a sheet on the A layer and dried to form the B layer, and the slurry B is formed.
(4) The slurry A is formed into a sheet on the B layer and dried to form a further A layer (second A layer).

(スラリーの調製)
スラリーは、絶縁性熱伝導粒子、バインダー樹脂、及び溶剤を混合することによって得ることができる。絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂については、絶縁性熱伝導シートに関して上述した内容を参照することができる。
(Preparation of slurry)
The slurry can be obtained by mixing insulating heat conductive particles, a binder resin, and a solvent. For the insulating heat conductive particles and the binder resin, the above-mentioned contents regarding the insulating heat conductive sheet can be referred to.

スラリーA(A層を形成するためのスラリー)及びスラリーB(B層を形成するためのスラリー)における絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の含有量は、製造されるA層及びB層における絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の含有量が所望の値となるように、それぞれ設定することができる。 The content of the insulating heat conductive particles and the binder resin in the slurry A (slurry for forming the A layer) and the slurry B (slurry for forming the B layer) is the insulating property in the manufactured A layer and B layer. The contents of the heat conductive particles and the binder resin can be set to be desired values, respectively.

スラリーには、随意に、難燃剤、変色防止剤、界面活性剤、カップリング剤、着色剤、粘度調整剤、及び/又は補強材(繊維状の補強材)などの添加物を添加することができる。 Additives such as flame retardants, discoloration inhibitors, surfactants, coupling agents, colorants, viscosity modifiers, and / or reinforcing materials (fibrous reinforcing materials) may be optionally added to the slurry. can.

スラリーには、無水塩化カルシウム又は無水塩化リチウムを添加してもよい。無水塩化カルシウム又は無水塩化リチウムを添加することによって、溶剤に対するバインダー樹脂の溶解性を向上させることができる場合がある。特に、バインダー樹脂としてアラミド樹脂を用いる場合には、無水塩化カルシウム又は無水塩化リチウムを添加することが好ましく、この場合には、溶剤に対するアラミド樹脂の溶解性をさらに向上させることができる。 Anhydrous calcium chloride or anhydrous lithium chloride may be added to the slurry. By adding anhydrous calcium chloride or anhydrous lithium chloride, the solubility of the binder resin in a solvent may be improved. In particular, when an aramid resin is used as the binder resin, it is preferable to add anhydrous calcium chloride or anhydrous lithium chloride, and in this case, the solubility of the aramid resin in the solvent can be further improved.

溶剤としては、バインダー樹脂を溶解できる溶剤を用いることができる。例えば、バインダー樹脂としてアラミド樹脂を用いる場合、1-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルアセトアミド、又はジメチルスルホキシドを用いることができる。 As the solvent, a solvent capable of dissolving the binder resin can be used. For example, when an aramid resin is used as the binder resin, 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylacetamide, or dimethyl sulfoxide can be used.

絶縁性熱伝導粒子、バインダー樹脂及び溶剤の混合には、例えばペイントシェーカーやビーズミル、プラネタリミキサ、攪拌型分散機、自公転攪拌混合機、三本ロール、ニーダー、単軸又は二軸混錬機等の、一般的な混錬装置を用いることができる。 For mixing insulating heat conductive particles, binder resin and solvent, for example, paint shaker, bead mill, planetary mixer, stirring type disperser, self-rotating stirring mixer, three-roll, kneader, single-screw or twin-screw kneader, etc. A general kneading device can be used.

(A層の形成)
1つの実施態様では、基材上にスラリーAをシート状に賦形及び乾燥してA層(第1のA層)を形成する。
(Formation of layer A)
In one embodiment, the slurry A is formed into a sheet on the substrate and dried to form the A layer (first A layer).

スラリーをシート状に賦形するために、コーター(アプリケーター)により基材上にスラリーを塗工する方法の他、押出成形、射出成形、ラミネート成形といった公知の方法を用いることができる。 In order to shape the slurry into a sheet, a known method such as extrusion molding, injection molding, or laminating molding can be used in addition to the method of applying the slurry on the substrate by a coater (applicator).

乾燥は、公知の方法によって行ってよい。乾燥温度は、例えば50℃~120℃であってよく、乾燥時間は、例えば1分~3時間、又は10分~1時間であってよい。 Drying may be carried out by a known method. The drying temperature may be, for example, 50 ° C. to 120 ° C., and the drying time may be, for example, 1 minute to 3 hours, or 10 minutes to 1 hour.

基材は、特に限定されないが、基材からA層、B層、及び/又は積層体を剥離する際の剥離性に優れているものが好ましい。基材は、例えば、ガラス板、ポリアミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンサルファイドフィルム、ポリフェニレンオキシドフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルムなどであってよい。 The base material is not particularly limited, but a base material having excellent peelability when peeling the A layer, the B layer, and / or the laminate from the base material is preferable. The substrate may be, for example, a glass plate, a polyamide film, a polyethylene terephthalate film, a polyethylene naphthalate film, a polyethylene sulfate film, a polyphenylene oxide film, a polytetrafluoroethylene film, or the like.

(B層の形成)
1つの実施態様では、上記のとおりにして形成されたA層の上に、スラリーBをシート状に賦形し、かつ乾燥することによって、B層を形成する。
(Formation of layer B)
In one embodiment, the slurry B is formed into a sheet on the layer A formed as described above, and dried to form the layer B.

B層は、基材の代わりにA層の上でスラリーの賦形及び乾燥等を行うこと以外は、A層(第1のA層)について上述したのと同様にして、形成することができる。 The B layer can be formed in the same manner as described above for the A layer (first A layer) except that the slurry is formed and dried on the A layer instead of the base material. ..

(さらなるA層の形成)
1つの実施態様では、上記のとおりにして形成されたB層の上に、スラリーBをシート状に賦形し、かつ乾燥することによって、さらなるA層(第2のA層)を形成する。
(Formation of additional layer A)
In one embodiment, the slurry B is formed into a sheet on the B layer formed as described above, and dried to form a further A layer (second A layer).

さらなるA層は、基材の代わりにB層の上でスラリーの賦形及び乾燥等を行うこと以外は、A層(第1のA層)について上述したのと同様にして形成することができる。 Further, the A layer can be formed in the same manner as described above for the A layer (first A layer) except that the slurry is formed and dried on the B layer instead of the base material. ..

(前駆体シート部材)
基材上で賦形されたスラリーを基材から剥離し、随意にさらなる乾燥を行って、積層体を製造するための(A層又はB層に対応する)前駆体シート部材を製造することもできる。この場合には、B層に対応する前駆体シート部材を、A層に対応する前駆体シート部材の間に配置することによって、積層体を製造することができる。
(Precursor sheet member)
It is also possible to exfoliate the slurry shaped on the substrate from the substrate and optionally further dry it to produce a precursor sheet member (corresponding to layer A or layer B) for producing the laminate. can. In this case, the laminated body can be manufactured by arranging the precursor sheet member corresponding to the B layer between the precursor sheet members corresponding to the A layer.

(水洗処理)
積層体及び/又は前駆体シート部材に対して、随意に水洗処理を行うことができる。水洗処理を行うことによって、絶縁性熱伝導シートにおける残留溶媒、及び存在する場合には塩を、低減することができる。水洗処理は、例えば、積層体及び/又は前駆体シート部材を、随意に基材から剥離し、イオン交換水に10分~3時間にわたって浸漬することによって行うことができる。混合工程において無水塩化カルシウム又は無水塩化リチウムを添加した場合には、水洗処理を行うことが好ましい。
(Washing treatment)
The laminated body and / or the precursor sheet member can be arbitrarily washed with water. By performing the washing treatment with water, the residual solvent in the insulating heat conductive sheet and, if present, the salt can be reduced. The water washing treatment can be performed, for example, by appropriately peeling the laminated body and / or the precursor sheet member from the substrate and immersing the laminated body and / or the precursor sheet member in ion-exchanged water for 10 minutes to 3 hours. When anhydrous calcium chloride or anhydrous lithium chloride is added in the mixing step, it is preferable to carry out a washing treatment with water.

賦形されたスラリーは、比較的多くの空隙を有しているため、水の浸透性が高いと考えられる。したがって、ロールプレスを行う前の段階で水洗処理を行うことによって、より効率的に残留溶媒及び塩を除去することができると考えられる。なお、水分は、水洗後に乾燥を行うことによって、又はロールプレス処理によって、低減することができる。 Since the shaped slurry has a relatively large number of voids, it is considered that the water permeability is high. Therefore, it is considered that the residual solvent and salt can be removed more efficiently by performing the washing treatment with water before the roll press. The water content can be reduced by washing with water and then drying, or by a roll press treatment.

<ロールプレス工程>
本開示に係るロールプレス工程では、上記のようにして提供された積層体を、ロールプレスする。
<Roll press process>
In the roll press process according to the present disclosure, the laminate provided as described above is roll pressed.

絶縁性熱伝導粒子を含有する複数の樹脂シートを積層して熱プレスする従来の方法では、特に絶縁性熱伝導粒子の充填度が比較的高い場合に、高い熱伝導率を有するシートを得ることができない場合があった。理論によって限定する意図はないが、従来の熱プレスを用いる方法では、高充填された絶縁性熱伝導粒子の間の立体障害に起因する空隙を十分に低減することができず、また絶縁性熱伝導粒子の間にバインダー樹脂が比較的多く残存するため、絶縁性熱伝導粒子同士の間の接触が不十分となると考えられる。 In the conventional method of laminating and heat-pressing a plurality of resin sheets containing insulating heat conductive particles, a sheet having high thermal conductivity can be obtained, especially when the filling degree of the insulating heat conductive particles is relatively high. Was not possible in some cases. Although not intended to be limited by theory, conventional thermal press methods cannot sufficiently reduce voids due to steric obstruction between highly filled insulating heat conductive particles and also provide insulating heat. Since a relatively large amount of the binder resin remains between the conductive particles, it is considered that the contact between the insulating heat conductive particles is insufficient.

これに対して、積層体に対してロールプレスを行う本開示に係る方法では、外部への気泡等の排出及び/又は絶縁性熱伝導粒子の変形(特には絶縁粒子を構成する一次粒子の変形)などを通じて、絶縁性熱伝導粒子の間に十分な接触が形成され、結果として、高い熱伝導率を有する絶縁性熱伝導シートを得ることができると考えられる。また、ロールプレス処理の場合には、高充填された絶縁性熱伝導粒子が相互に押し付けられることによって、かつ/又は、絶縁性熱伝導粒子の間に存在するバインダー樹脂の排除が促進されることによって、絶縁性熱伝導粒子の間の接触の形成がさらに促進されることも考えられる。 On the other hand, in the method according to the present disclosure in which the laminated body is roll-pressed, bubbles and the like are discharged to the outside and / or deformation of the insulating heat conductive particles (particularly, deformation of the primary particles constituting the insulating particles). ) Etc., it is considered that sufficient contact is formed between the insulating heat conductive particles, and as a result, an insulated heat conductive sheet having high thermal conductivity can be obtained. Further, in the case of the roll press treatment, the highly filled insulating heat conductive particles are pressed against each other, and / or the elimination of the binder resin existing between the insulating heat conductive particles is promoted. It is also possible that this further promotes the formation of contacts between the insulating heat conductive particles.

ロールプレスは、公知の方法によって行ってよく、例えば、カレンダーロール機によって、積層体の加圧処理を行ってよい。ロールプレス工程において積層体に付与される圧力は、線圧で、好ましくは400N/cm~8000N/cm、より好ましくは2000N/cm~7500N/cm、更に好ましくは5000N/cm~7000N/cmである。線圧を400N/cm以上とすることで、絶縁性熱伝導粒子の変形が起こりやすく、また気泡のシート外への排出が顕著になる。線圧が8000N/cm以下であることにより、絶縁性熱伝導粒子が破壊しない程度に十分変形し密に充填され、シート内の空隙を少なくすることができる。ロールプレスにおいて使用するロールの直径は、例えば、200mm~1500mmであることが好ましい。 The roll press may be performed by a known method, and for example, a pressure treatment of the laminated body may be performed by a calendar roll machine. The pressure applied to the laminate in the roll press step is linear pressure, preferably 400 N / cm to 8000 N / cm, more preferably 2000 N / cm to 7500 N / cm, and further preferably 5000 N / cm to 7000 N / cm. .. By setting the linear pressure to 400 N / cm or more, the insulating heat conductive particles are likely to be deformed, and the bubbles are remarkably discharged to the outside of the sheet. When the linear pressure is 8000 N / cm or less, the insulating heat conductive particles are sufficiently deformed and densely filled to the extent that they are not destroyed, and the voids in the sheet can be reduced. The diameter of the roll used in the roll press is preferably, for example, 200 mm to 1500 mm.

ロールプレス処理の際には、絶縁性熱伝導シート前駆体を加熱することが好ましい。加熱温度は、使用するバインダー樹脂の種類などに応じて適宜設定することができる。バインダー樹脂としてアラミド樹脂を用いる場合、加熱温度は100~400℃であることが好ましい。加熱温度を100℃以上とすることで、バインダー樹脂が軟化しやすくロールプレス処理によって絶縁性熱伝導粒子間の隙間を埋める効果が得られやすくなる。加熱温度を400℃以下とすることで、熱履歴によるバインダー樹脂の強度低下が生じにくくなる。 During the roll press treatment, it is preferable to heat the insulating heat conductive sheet precursor. The heating temperature can be appropriately set according to the type of binder resin used and the like. When an aramid resin is used as the binder resin, the heating temperature is preferably 100 to 400 ° C. When the heating temperature is 100 ° C. or higher, the binder resin is easily softened, and the effect of filling the gaps between the insulating heat conductive particles is easily obtained by the roll press treatment. By setting the heating temperature to 400 ° C. or lower, the strength of the binder resin is less likely to decrease due to the heat history.

以下、本開示に係る発明を、実施例によってさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the invention according to the present disclosure will be described in more detail by way of examples.

≪実施例1、比較例1~6≫
実施例1、及び比較例1~6では、以下の方法によって測定を行った。
<< Example 1, Comparative Examples 1 to 6 >>
In Example 1 and Comparative Examples 1 to 6, the measurement was carried out by the following method.

(1)絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の割合(シート全体)
絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面全体についての絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の割合は、面方向に垂直な断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)によって、観察視野に絶縁性熱伝導シートの両方の主表面が入るように1000倍又は3000倍で観察し、得られた断面画像の一定面積中に存在するバインダー樹脂及び絶縁性熱伝導粒子の面積比を計測することによって決定した。面積比は、紙に印刷した断面画像をカッターナイフで切り抜いたそれぞれの紙片の重量比より算出した。なお、計測にあたっては、計測対象が絶縁性熱伝導シートの表面部分又は中心部分に偏らないように両方の主表面を含めた範囲とした。
(1) Ratio of insulating heat conductive particles and binder resin (whole sheet)
The ratio of the insulating heat conductive particles and the binder resin to the entire cross section perpendicular to the plane direction of the insulating heat conductive sheet is the insulating heat in the observation field of the cross section perpendicular to the plane direction by a scanning electron microscope (SEM). It was determined by observing at 1000 times or 3000 times so that both main surfaces of the conductive sheet were inserted, and measuring the area ratio of the binder resin and the insulating heat conductive particles present in a certain area of the obtained cross-sectional image. .. The area ratio was calculated from the weight ratio of each piece of paper obtained by cutting out a cross-sectional image printed on paper with a utility knife. In the measurement, the range including both main surfaces was set so that the measurement target was not biased to the surface portion or the central portion of the insulating heat conductive sheet.

(2)絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂の割合(表面部分及び中心部分)
「表面部分」及び「中心部分」におけるバインダー樹脂及び絶縁性熱伝導粒子の含有量は、それぞれ、面方向に垂直な断面を、SEMによって、観察視野に絶縁性熱伝導シートの両方の主表面が入るように1000倍または3000倍で観察し、得られた断面画像において、「表面部分」及び「中心部分」における一定面積中に存在するバインダー樹脂及び絶縁性熱伝導粒子の面積比をそれぞれ計測することによって、決定した。
(2) Ratio of insulating heat conductive particles and binder resin (surface part and center part)
The contents of the binder resin and the insulating heat conductive particles in the "surface part" and the "central part" are such that the main surfaces of both the insulating heat conductive sheets have a cross section perpendicular to the plane direction and the observation field of view by SEM. Observe at 1000 times or 3000 times so as to enter, and in the obtained cross-sectional image, measure the area ratio of the binder resin and the insulating heat conductive particles existing in a certain area in the "surface portion" and the "central portion", respectively. By that, it was decided.

なお、「表面部分」は、絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面のうち、絶縁性熱伝導シートの2つの主たる表面からそれぞれ出発して、絶縁性熱伝導シートの厚み方向に沿って絶縁性熱伝導シートの厚みの10%までの部分とした。また、「中心部分」は、絶縁性熱伝導シートの面方向に垂直な断面のうち、絶縁性熱伝導シートの主たる表面のうちの1つから出発して、絶縁性熱伝導シートの厚み方向に沿って絶縁性熱伝導シートの厚みの10%超~90%未満までの部分とした。 The "surface portion" starts from each of the two main surfaces of the insulating heat conductive sheet in the cross section perpendicular to the surface direction of the insulating heat conductive sheet, and is along the thickness direction of the insulating heat conductive sheet. The portion up to 10% of the thickness of the insulating heat conductive sheet was used. Further, the "central portion" starts from one of the main surfaces of the insulating heat conductive sheet in the cross section perpendicular to the surface direction of the insulating heat conductive sheet and is oriented in the thickness direction of the insulating heat conductive sheet. Along with this, the thickness of the insulating heat conductive sheet was set to a portion of more than 10% to less than 90%.

(3)表面部分でのバインダー樹脂の偏在
上述のとおりにして計測したバインダー樹脂及び絶縁性熱伝導粒子の面積比に基づいて、絶縁性熱伝導シートの表面部分におけるバインダー樹脂の偏在を評価した。具体的には、絶縁性熱伝導シートの表面部分における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比(バインダー樹脂/絶縁性熱伝導粒子)が、絶縁性熱伝導シートの中心部分における絶縁性熱伝導粒子に対するバインダー樹脂の面積比(バインダー樹脂/絶縁性熱伝導粒子)よりも大きい場合を「偏在あり」とし、そうでなかった場合を「偏在なし」とした。
(3) Uneven distribution of the binder resin on the surface portion The uneven distribution of the binder resin on the surface portion of the insulating heat conductive sheet was evaluated based on the area ratio of the binder resin and the insulating heat conductive particles measured as described above. Specifically, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles on the surface portion of the insulating heat conductive sheet (binder resin / insulating heat conductive particles) is the insulating heat conduction in the central portion of the insulating heat conductive sheet. When it was larger than the area ratio of the binder resin to the particles (binder resin / insulating heat conductive particles), it was defined as "unevenly distributed", and when it was not, it was defined as "not unevenly distributed".

(4)空隙率(面積%)
空隙率は、面方向に垂直な断面を、SEMによって1000倍または3000倍で観察し、得られた断面画像の一定面積中に存在する空隙の面積比から、算出した。
(4) Porosity (area%)
The porosity was calculated from the area ratio of the voids existing in a certain area of the obtained cross-sectional image obtained by observing the cross section perpendicular to the plane direction at 1000 times or 3000 times by SEM.

(5)熱伝導率
絶縁性熱伝導シートの熱伝導率は、厚み方向と面方向それぞれについて熱拡散率、比重及び比熱を全て乗じて算出した。
(熱伝導率)=(熱拡散率)×(比熱)×(比重)
厚み方向の熱拡散率は、温度波分析法により求めた。測定装置には、アイフェイズ製ai-Phase mobile M3 type1を用いた。面方向の熱拡散率は光交流法により求めた。測定装置には、アドバンス理工製LaserPITを用いた。比熱は、示差走査熱量計(TA Instruments製DSCQ10)を用いて求めた。比重は、絶縁性熱伝導シートの外寸法及び重量から求めた。
(5) Thermal Conductivity The thermal conductivity of the insulating heat conductive sheet was calculated by multiplying the thermal diffusivity, specific gravity and specific heat in each of the thickness direction and the surface direction.
(Thermal conductivity) = (Thermal diffusivity) x (Specific heat) x (Specific gravity)
The thermal diffusivity in the thickness direction was determined by the temperature wave analysis method. As the measuring device, ai-Phase mobile M3 type 1 manufactured by iPhase was used. The thermal diffusivity in the plane direction was determined by the optical exchange method. A LaserPIT manufactured by Advanced Riko was used as the measuring device. The specific heat was determined using a differential scanning calorimeter (DSCQ10 manufactured by TA Instruments). The specific gravity was determined from the outer dimensions and weight of the insulating heat conductive sheet.

(6)配向度
窒化ホウ素の配向度は、絶縁性熱伝導シートの主たる面を測定面として、透過X線回折(XRD、リガク製NANO―Viewer)のピーク強度比によって評価した。窒化ホウ素結晶のc軸(厚み)方向に対応する(002)ピーク強度I(002)と、a軸(平面)に対応する(100)ピーク強度I(100)を用いて次の式で配向度を定義した。
(窒化ホウ素配向度)=I(002)/I(100)
配向度の値が低いほど、窒化ホウ素がシート面内と同一方向に配向していることになる。
(6) Degree of Orientation The degree of orientation of boron nitride was evaluated by the peak intensity ratio of transmitted X-ray diffraction (XRD, NANO-Viewer manufactured by Rigaku) with the main surface of the insulating heat conductive sheet as the measurement surface. Using the (002) peak intensity I (002) corresponding to the c-axis (thickness) direction of the boron nitride crystal and the (100) peak intensity I (100) corresponding to the a-axis (plane), the degree of orientation is as follows. Was defined.
(Boron Nitride Orientation) = I (002) / I (100)
The lower the degree of orientation, the more the boron nitride is oriented in the same direction as in the sheet surface.

(7)平均粒径、アスペクト比
(i)平均粒径としては、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製MT3000)を用いて、測定時間10秒、測定回数1回で測定を行い、体積分布におけるD50値を取得した。
(ii)アスペクト比は、走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製TM3000形Miniscope)を用いて、倍率1500倍で粒子の長径と厚みを測定し、計算により求めた。
(7) Average particle size, aspect ratio (i) As the average particle size, a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (MT3000 manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) is used, the measurement time is 10 seconds, and the number of measurements is 1. The measurement was performed once and the D50 value in the volume distribution was obtained.
(Ii) The aspect ratio was determined by measuring the major axis and thickness of the particles at a magnification of 1500 times using a scanning electron microscope (TM3000 type Microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).

〈実施例1〉
(A層のスラリー作製)
1-メチル-2-ピロリドン(富士フイルム和光純薬株式会社製)300体積部に、バインダー樹脂としてのアラミド樹脂「テクノーラ」(コポリパラフェニレン・3,4‘-ジフェニルエーテルテレフタルアミド、帝人株式会社製)14体積部、溶解樹脂の安定化剤としての無水塩化カルシウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)5体積部が溶解した状態で、絶縁性熱伝導粒子としての板状窒化ホウ素粒子「HSP」(Dandong Chemical Engineering Institute Co.製、平均粒径40μm、アスペクト比20~50)86体積部を加えて、プラネタリミキサで30分間撹拌することで混合し、スラリーAを得た。
<Example 1>
(Preparation of layer A slurry)
1-Methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 300 parts by volume of aramid resin "Technora" as a binder resin (copolyparaphenylene 3,4'-diphenyl ether terephthalamide, manufactured by Teijin Co., Ltd.) Plate-shaped boron nitride particles "HSP" (HSP) as insulating heat conductive particles with 14 parts by volume and 5 parts by volume of anhydrous calcium chloride (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a stabilizer for the dissolved resin dissolved. 86 parts by volume (manufactured by Dandong Chemical Engineering Institute Co., average particle size 40 μm, aspect ratio 20 to 50) was added and mixed by stirring with a planetary mixer for 30 minutes to obtain slurry A.

(B層のスラリー作製)
1-メチル-2-ピロリドン210体積部に、「テクノーラ」3体積部、安定化剤としての無水塩化カルシウム1体積部が溶解した状態で、「HSP」97体積部を加えて、プラネタリミキサで30分間撹拌し、三本ロールミルに二回通すことでスラリーBを得た。
(Preparation of B layer slurry)
In a state where 3 parts by volume of "Technora" and 1 part by volume of anhydrous calcium chloride as a stabilizer are dissolved in 210 parts by volume of 1-methyl-2-pyrrolidone, 97 parts by volume of "HSP" is added, and 30 parts by planetarimixer is used. The mixture was stirred for 1 minute and passed through a three-roll mill twice to obtain slurry B.

(成膜)
ガラス板上にクリアランス0.12mmのアプリケータを用いてスラリーAを塗工し、大気中80℃で20分間乾燥させて最下層の層Aを得た。得られた塗膜上にクリアランス0.62mmのアプリケータを用いてスラリーBを塗工し、大気中80℃で1時間乾燥させて中間層の層Bを得た。さらにその塗膜上にクリアランス0.12mmのアプリケータを用いてスラリーAを塗工し、大気中80℃で1時間乾燥させて最上層の層Aを得た。
(Film formation)
Slurry A was applied onto a glass plate using an applicator having a clearance of 0.12 mm and dried in the air at 80 ° C. for 20 minutes to obtain the lowest layer A. Slurry B was applied onto the obtained coating film using an applicator having a clearance of 0.62 mm, and dried in the air at 80 ° C. for 1 hour to obtain a layer B of an intermediate layer. Further, the slurry A was applied onto the coating film using an applicator having a clearance of 0.12 mm and dried in the air at 80 ° C. for 1 hour to obtain the uppermost layer A.

(脱塩)
得られた塗膜をイオン交換水中でガラス板から剥離して、そのままイオン交換水に30分間浸漬した。その後、大気中120℃で1時間乾燥させた。
(Desalting)
The obtained coating film was peeled off from the glass plate in ion-exchanged water and immersed as it was in ion-exchanged water for 30 minutes. Then, it was dried in the air at 120 ° C. for 1 hour.

(圧延)
脱塩後の塗膜を220℃、線圧600kgf/cm(約5,880N/cm)のロールプレスに二回通すことで、厚さ87μmの自立性を有する柔軟な絶縁性熱伝導シートを得た。
(rolling)
By passing the desalted coating film twice through a roll press at 220 ° C. and a linear pressure of 600 kgf / cm (about 5,880 N / cm), a flexible insulating heat conductive sheet having a thickness of 87 μm and having self-reliance is obtained. rice field.

(熱伝導率)
得られた絶縁性熱伝導シートの比重は2.09g/cm、比熱は0.85J/(g・K)、面内方向の熱拡散率は42.2mm/s、厚み方向の熱拡散率は3.0mm/s、面内方向の熱伝導率は75W/(m・K)、厚み方向の熱伝導率は5.4W/(m・K)であった。実施例1に係る絶縁性熱伝導シートの断面SEM写真を、図3に示す。図3で見られるとおり、実施例1に係る絶縁性熱伝導シートでは、2つの表面部分のいずれにおいても、中心部分と比較して、バインダー樹脂が比較的多く存在していることが確認できる。また、図3で見られるとおり、実施例1に係る絶縁性熱伝導シートでは、中心部分において、絶縁性熱伝導粒子の相互の間の接触が比較的多く確認された。
(Thermal conductivity)
The obtained insulating heat conductive sheet has a specific gravity of 2.09 g / cm 3 , a specific heat of 0.85 J / (g · K), an in-plane thermal conductivity of 42.2 mm 2 / s, and a thermal diffusion in the thickness direction. The ratio was 3.0 mm 2 / s, the thermal conductivity in the in-plane direction was 75 W / (m · K), and the thermal conductivity in the thickness direction was 5.4 W / (m · K). A cross-sectional SEM photograph of the insulating heat conductive sheet according to the first embodiment is shown in FIG. As can be seen in FIG. 3, it can be confirmed that in the insulating heat conductive sheet according to the first embodiment, a relatively large amount of the binder resin is present in any of the two surface portions as compared with the central portion. Further, as can be seen in FIG. 3, in the insulating heat conductive sheet according to the first embodiment, relatively many contacts between the insulating heat conductive particles were confirmed in the central portion.

〈比較例1〉
最下層の層Aの成膜を実施せずに中間層の層Bと最上層の層Aの成膜のみ実施したこと以外は実施例1と同様の方法で絶縁性熱伝導シートを作製したところ、圧延の工程で塗膜が破れてしまい、絶縁性熱伝導シートは得られなかった。
<Comparative Example 1>
An insulating heat conductive sheet was produced by the same method as in Example 1 except that only the intermediate layer B and the uppermost layer A were formed without forming the lowermost layer A. The coating film was torn in the rolling process, and an insulating heat conductive sheet could not be obtained.

〈比較例2〉
最上層の層Aの成膜を実施せずに最下層の層Aと中間層の層Bの成膜のみ実施したこと以外は実施例1と同様の方法で絶縁性熱伝導シートを作製したところ、圧延の工程で塗膜が破れてしまい、絶縁性熱伝導シートは得られなかった。
<Comparative Example 2>
An insulating heat conductive sheet was produced by the same method as in Example 1 except that the film formation of the lowermost layer A and the layer B of the intermediate layer was performed without forming the film of the uppermost layer A. The coating film was torn in the rolling process, and an insulating heat conductive sheet could not be obtained.

〈比較例3〉
最上層と最下層の層Aの成膜を実施せずに中間層の層Bの成膜のみ実施したこと以外は実施例1と同様の方法で絶縁性熱伝導シートを作製したところ、ガラス板から剥離の工程で塗膜が破れてしまい、絶縁性熱伝導シートは得られなかった。
<Comparative Example 3>
An insulating heat conductive sheet was produced by the same method as in Example 1 except that the film formation of the uppermost layer and the lowermost layer A was not carried out and only the film formation of the intermediate layer B was carried out. The coating film was torn in the peeling process, and an insulating heat conductive sheet could not be obtained.

〈比較例4〉
1-メチル-2-ピロリドン(富士フイルム和光純薬株式会社製)350体積部に、バインダー樹脂としてのアラミド樹脂「テクノーラ」(コポリパラフェニレン・3,4‘-ジフェニルエーテルテレフタルアミド、帝人株式会社製)5体積部、溶解樹脂の安定化剤としての無水塩化カルシウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)2体積部が溶解した状態で、絶縁性熱伝導粒子としての鱗片状窒化ホウ素粒子「HSL」(Dandong Chemical Engineering Institute Co.製、平均粒径30μm、アスペクト比38)95体積部を加えて、自転・公転ミキサーで10分間撹拌することで混合し、スラリーを得た。
<Comparative Example 4>
1-Methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 350 parts by volume of aramid resin "Technora" as a binder resin (copolyparaphenylene 3,4'-diphenyl ether terephthalamide, manufactured by Teijin Co., Ltd.) Scale-like boron nitride particles "HSL" (HSL) as insulating heat conductive particles with 5 parts by volume and 2 parts by volume of anhydrous calcium chloride as a stabilizer for dissolved resin (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dissolved. A slurry was obtained by adding 95 parts by volume of Dandong Chemical Engineering Institute Co., having an average particle size of 30 μm and an aspect ratio of 38) and stirring with a rotating / revolving mixer for 10 minutes.

得られたスラリーをクリアランス0.14mmのバーコーターを用いてガラス板上に塗布して賦形し、かつ115℃で20分間乾燥させた。その後、イオン交換水に1時間浸漬・脱塩した後に、シート状に賦形されたスラリーを水中でガラス板から剥離した。剥離したシートを、100℃で30分間乾燥して、厚さ100μmの前駆体シート部材を得た。 The obtained slurry was applied onto a glass plate using a bar coater having a clearance of 0.14 mm, shaped, and dried at 115 ° C. for 20 minutes. Then, after immersing in ion-exchanged water for 1 hour and desalting, the sheet-shaped slurry was peeled off from the glass plate in water. The peeled sheet was dried at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a precursor sheet member having a thickness of 100 μm.

得られた前駆体シート部材に、温度280℃、線圧4000N/cmの条件でカレンダーロール機による圧縮処理を施して、厚さ37μmの柔軟な絶縁性熱伝導シートを得た。比較例4に係る絶縁性熱伝導シートの断面SEM写真を、図4に示す。図4で見られるとおり、比較例4に係る絶縁性熱伝導シートでは、中心部分に対して、表面部分におけるバインダー樹脂の偏在は見られなかった。 The obtained precursor sheet member was subjected to compression treatment with a calendar roll machine under the conditions of a temperature of 280 ° C. and a linear pressure of 4000 N / cm to obtain a flexible insulating heat conductive sheet having a thickness of 37 μm. A cross-sectional SEM photograph of the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 4 is shown in FIG. As can be seen in FIG. 4, in the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 4, the binder resin was not unevenly distributed on the surface portion with respect to the central portion.

〈比較例5〉
アラミド樹脂を8体積部とし、かつ鱗片状窒化ホウ素粒子を92体積部としたこと以外は、比較例4と同様にして、厚さ27μmの絶縁性熱伝導シートを得た。比較例5に係る絶縁性熱伝導シートの断面SEM写真を、図5に示す。図5で見られるとおり、比較例5に係る絶縁性熱伝導シートでは、中心部分に対して、表面部分におけるバインダー樹脂の偏在は見られなかった。
<Comparative Example 5>
An insulating heat conductive sheet having a thickness of 27 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 4, except that the aramid resin was 8 parts by volume and the scaly boron nitride particles were 92 parts by volume. A cross-sectional SEM photograph of the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 5 is shown in FIG. As can be seen in FIG. 5, in the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 5, the binder resin was not unevenly distributed on the surface portion with respect to the central portion.

〈比較例6〉
1-メチル-2-ピロリドン(和光純薬工業株式会社製)450体積部に、バインダー樹脂としてのアラミド樹脂「テクノーラ」10体積部、溶解樹脂の安定化剤としての無水塩化カルシウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)2体積部が溶解した状態で、絶縁性熱伝導粒子としての鱗片状窒化ホウ素粒子「PT110」(Momentive社製、平均粒径45μm、アスペクト比35)90体積部を加えて、80℃に加熱しながらスリーワンモーター撹拌機で60分間攪拌することで混合を行い、均一なスラリーを得た。
<Comparative Example 6>
1-Methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 450 parts by volume, 10 parts by volume of aramid resin "Technora" as a binder resin, and anhydrous calcium chloride as a stabilizer for dissolved resin (Fujifilm Wako Jun) (Made by Yakuhin Co., Ltd.) With 2 parts by volume dissolved, add 90 parts by volume of scaly boron nitride particles "PT110" (manufactured by Momentive, average particle size 45 μm, aspect ratio 35) as insulating heat conductive particles. Mixing was performed by stirring with a three-one motor stirrer for 60 minutes while heating at 80 ° C. to obtain a uniform slurry.

得られたスラリーを、クリアランス0.28mmのバーコーターを用いてガラス板上に塗布してシート状に賦形し、70℃で1時間乾燥させた。その後、賦形されたスラリーを水中でガラス板から剥離した後に、100℃で1時間乾燥して、厚さ100μmの絶縁性熱伝導シート前駆体を得た。得られた絶縁性熱伝導シート前駆体に、温度270℃、線圧4000N/cmの条件でカレンダーロール機による圧縮処理を施して、厚さ48μmの絶縁性熱伝導シートを得た。比較例6に係る絶縁性熱伝導シートの断面SEM写真を、図6に示す。図6で見られるとおり、比較例6に係る絶縁性熱伝導シートでは、中心部分に対して、表面部分におけるバインダー樹脂の偏在は見られなかった。 The obtained slurry was applied onto a glass plate using a bar coater having a clearance of 0.28 mm, shaped into a sheet, and dried at 70 ° C. for 1 hour. Then, the shaped slurry was peeled off from the glass plate in water and then dried at 100 ° C. for 1 hour to obtain an insulating heat conductive sheet precursor having a thickness of 100 μm. The obtained insulating heat conductive sheet precursor was subjected to compression treatment with a calendar roll machine under the conditions of a temperature of 270 ° C. and a linear pressure of 4000 N / cm to obtain an insulated heat conductive sheet having a thickness of 48 μm. A cross-sectional SEM photograph of the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 6 is shown in FIG. As can be seen in FIG. 6, in the insulating heat conductive sheet according to Comparative Example 6, the binder resin was not unevenly distributed on the surface portion with respect to the central portion.

Figure 2022095514000002
Figure 2022095514000002

≪評価≫
表1で見られるとおり、実施例1の絶縁性熱伝導シートの製造に用いた積層体は、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との体積比が97:3であるB層の2つの主面に、それぞれ、バインダー樹脂と絶縁性熱伝導粒子との体積比が86:14であるA層が配置された構成(層の構成=A/B/A)を有しており、製造過程において、シートへの良好な成形性が確認された。これに対して、B層の1つの主面のみにA層を有している積層体を用いた比較例1及び比較例2、並びにB層のみを用いた比較例3では、シートを成形することができなかった。
≪Evaluation≫
As can be seen in Table 1, the laminate used for producing the insulating heat conductive sheet of Example 1 has two main surfaces of the B layer having a volume ratio of the binder resin and the insulating heat conductive particles of 97: 3. Each has a structure in which an A layer having a volume ratio of the binder resin and the insulating heat conductive particles of 86:14 is arranged (layer structure = A / B / A), and in the manufacturing process, Good formability on the sheet was confirmed. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 using a laminate having the A layer on only one main surface of the B layer, and Comparative Example 3 using only the B layer, a sheet is formed. I couldn't.

また、表1で見られるとおり、実施例1で製造された絶縁性熱伝導シートは、面方向に垂直な断面全体において、2.1面積%のバインダー樹脂及び97.9面積%の絶縁性熱伝導粒子を有しており、かつ、バインダー樹脂が、表面部分に偏在していた。実施例1の絶縁性熱伝導シートは、比較例4~6と比較して、面方向及び厚み方向において、高い熱伝導率を示した。 Further, as can be seen in Table 1, the insulating heat conductive sheet produced in Example 1 has 2.1 area% of binder resin and 97.9 area% of insulating heat in the entire cross section perpendicular to the plane direction. It had conductive particles, and the binder resin was unevenly distributed on the surface portion. The insulating heat conductive sheet of Example 1 showed higher thermal conductivity in the plane direction and the thickness direction as compared with Comparative Examples 4 to 6.

特に、実施例1の絶縁性熱伝導シートにおける絶縁性熱伝導粒子の含有率は、比較例4と同等であり、かつ空隙率が比較的高いにもかかわらず、実施例1は、この例よりも高い熱伝導を示した。 In particular, although the content of the insulating heat conductive particles in the insulating heat conductive sheet of Example 1 is the same as that of Comparative Example 4 and the porosity is relatively high, Example 1 is more than this example. Also showed high heat conduction.

理論によって限定する意図はないが、比較例4~6は、バインダー樹脂がシート内に均一に分布しているため、シートの全体にわたって絶縁性熱伝導粒子の間にバインダー樹脂が存在することとなり、結果として、絶縁性熱伝導粒子を高充填することによる利点を十分に活かすことができていないと考えられる。これに対して、実施例1に係る絶縁性熱伝導シートでは、バインダー樹脂が表面部分に偏在していることによって、シートの中心部分における絶縁性熱伝導粒子の間の直接の接触が増加しており、結果として、絶縁性熱伝導シート全体の熱伝導率が向上したと考えられる。 Although not intended to be limited by theory, in Comparative Examples 4 to 6, since the binder resin is uniformly distributed in the sheet, the binder resin is present between the insulating heat conductive particles throughout the sheet. As a result, it is considered that the advantages of high filling of the insulating heat conductive particles cannot be fully utilized. On the other hand, in the insulating heat conductive sheet according to the first embodiment, the binder resin is unevenly distributed on the surface portion, so that the direct contact between the insulating heat conductive particles in the central portion of the sheet increases. As a result, it is considered that the thermal conductivity of the entire insulating heat conductive sheet is improved.

10 絶縁性熱伝導シート
12 絶縁性熱伝導シートの表面部分
14 絶縁性熱伝導シートの中心部分
20 積層体
22 A層
24 B層
D 厚み方向
S 面方向
10 Insulating heat conductive sheet 12 Surface part of insulating heat conductive sheet 14 Central part of insulating heat conductive sheet 20 Laminated body 22 A layer 24 B layer D Thickness direction S plane direction

Claims (9)

絶縁性熱伝導粒子及びバインダー樹脂を含有する絶縁性熱伝導シートであって、
面方向に垂直な断面全体について、前記絶縁性熱伝導粒子及び前記バインダー樹脂の合計を100面積%としたときに、90~99面積%の前記絶縁性熱伝導粒子、及び1~10面積%の前記バインダー樹脂を含有し、かつ、
面方向に垂直な断面について、絶縁性熱伝導シートの表面部分における前記絶縁性熱伝導粒子に対する前記バインダー樹脂の面積比が、絶縁性熱伝導シートの中心部分における前記絶縁性熱伝導粒子に対する前記バインダー樹脂の面積比よりも大きい、
絶縁性熱伝導シート。
An insulating heat conductive sheet containing insulating heat conductive particles and a binder resin.
When the total of the insulating heat conductive particles and the binder resin is 100 area%, 90 to 99 area% of the insulating heat conductive particles and 1 to 10 area% of the entire cross section perpendicular to the plane direction. Contains the binder resin and
For a cross section perpendicular to the plane direction, the area ratio of the binder resin to the insulating heat conductive particles on the surface portion of the insulating heat conductive sheet is the binder to the insulating heat conductive particles in the central portion of the insulating heat conductive sheet. Larger than the area ratio of the resin,
Insulating heat conductive sheet.
前記絶縁性熱伝導粒子が、扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含む、請求項1に記載の絶縁性熱伝導シート。 The insulating heat conductive sheet according to claim 1, wherein the insulating heat conductive particles include flat insulating heat conductive particles. 前記バインダー樹脂が、アラミド樹脂である、請求項1又は2に記載の絶縁性熱伝導シート。 The insulating heat conductive sheet according to claim 1 or 2, wherein the binder resin is an aramid resin. 前記絶縁性熱伝導粒子が、変形している扁平状の絶縁性熱伝導粒子を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。 The insulating heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulating heat conductive particles include deformed flat insulating heat conductive particles. 前記絶縁性熱伝導粒子が、窒化ホウ素粒子である、請求項1~4のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。 The insulating heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the insulating heat conductive particles are boron nitride particles. 面内方向における60W/(m・K)超の熱伝導率を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。 The insulating heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 5, which has a thermal conductivity of more than 60 W / (m · K) in the in-plane direction. 厚み方向における3.0W/(m・K)以上の熱伝導率を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。 The insulating heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 6, which has a thermal conductivity of 3.0 W / (m · K) or more in the thickness direction. 面方向に垂直な断面全体について、10面積%超の空隙を有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シート。 The insulating heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 7, which has a gap of more than 10 area% for the entire cross section perpendicular to the plane direction. 7.5体積%以上のバインダー樹脂及び92.5体積%未満の絶縁性熱伝導粒子を含有する2つのA層、並びに、2つのA層の間に配置されており7.5体積%未満のバインダー樹脂及び92.5体積%以上の絶縁性熱伝導粒子を含有するB層、を有する積層体を提供すること、並びに、
前記積層体をロールプレスすること、
を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の絶縁性熱伝導シートの製造方法。
Two A layers containing 7.5% by volume or more of the binder resin and less than 92.5% by volume of insulating heat conductive particles, and less than 7.5% by volume arranged between the two A layers. To provide a laminate having a binder resin and a B layer containing 92.5% by volume or more of insulating heat conductive particles, and
Roll pressing the laminate,
The method for producing an insulating heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 8, comprising the method for producing an insulating heat conductive sheet.
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