JP2023134890A - Method for manufacturing thermally conductive structure and method for manufacturing heat radiation structure - Google Patents

Method for manufacturing thermally conductive structure and method for manufacturing heat radiation structure Download PDF

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浩 近藤
Hiroshi Kondo
徹 八代
Toru Yashiro
真二 松本
Shinji Matsumoto
剛史 遠藤
Takashi Endo
夕子 駒井
Yuko Komai
宗朗 岩田
Muneo Iwata
徹 長谷川
Toru Hasegawa
龍也 増子
Tatsuya Masuko
伸一 畑中
Shinichi Hatanaka
弘行 平塚
Hiroyuki Hiratsuka
裕幸 高橋
Hiroyuki Takahashi
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Abstract

To provide a method for manufacturing a thermally conductive structure that can achieve both formation of a desired film thickness and flattening.SOLUTION: A method for manufacturing a thermally conductive structure includes: a resin frame formation step of applying a resin composition containing resin and foaming agent to an adherend 11 to form a resin frame 12; a liquid film formation step of applying a thermally conductive composition 13a containing a thermally conductive material to the inside of the resin frame 12 by an ink jet method to form a liquid film 13b; a heating step of heating the liquid film 13b and the resin frame 12 to solidify the liquid film 13b and foam the resin frame 12; a removal step of removing the resin frame 12 foamed by heating from the adherend 11; and a curing step of, after removing the resin frame 12, heating to cure the solidified liquid film 13b.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、熱伝導性構造体の製造方法及び放熱構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a thermally conductive structure and a method of manufacturing a heat dissipation structure.

近年、電子回路基板では高集積化及び高速化に伴って、ICチップ等の発熱体による回路性能低下が問題となっており、温度上昇を抑制する放熱技術の高性能化が要求されている。このような放熱技術としては、ICチップ等の発熱体にヒートシンク等の放熱部材を設ける手法が採用されている。例えば、図1に示す放熱構造体の熱伝導性接着部(TIM:Thermal interface material)における熱伝導性を高めるために発熱体3と放熱部材5の間に配置される熱伝導性構造体(熱伝導シート)1としては、例えば、熱伝導性物質を含有するアクリル樹脂中に、気泡を混入させて発泡体としたアルカリ樹脂放熱発泡体シートが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 BACKGROUND ART In recent years, as electronic circuit boards have become more highly integrated and faster, deterioration in circuit performance due to heating elements such as IC chips has become a problem, and higher performance heat dissipation technology that suppresses temperature increases is required. As such a heat dissipation technique, a method is adopted in which a heat dissipation member such as a heat sink is provided on a heat generating body such as an IC chip. For example, a thermally conductive structure (thermal interface material) disposed between the heat generating element 3 and the heat dissipating member 5 is used to increase the thermal conductivity in the thermally conductive adhesive part (TIM: Thermal interface material) of the heat dissipating structure shown in FIG. As the conductive sheet) 1, an alkali resin heat dissipating foam sheet has been proposed, for example, which is formed by mixing air bubbles into an acrylic resin containing a thermally conductive substance to form a foam (for example, see Patent Document 1).

一方、インクジェット法はオンディマンドで所望の部位に所望の材料を付与できる手法であり、近年は画像形成以外の分野での利用が期待されている。インクジェット法では、付与する液体組成物の粘度が低いため、平坦な被着体上では液滴の着弾後に濡れ広がりレベリングし易いので、塗膜の平坦化及び精度の高い膜厚制御を行う場合に有利である。 On the other hand, the inkjet method is a method that can apply a desired material to a desired site on demand, and in recent years has been expected to be used in fields other than image formation. In the inkjet method, since the viscosity of the applied liquid composition is low, the droplets tend to spread and level after landing on a flat adherend. It's advantageous.

しかしながら、インクジェット法では、吐出安定性のために、熱伝導性組成物の固形分濃度を下げる必要があり、10μm又は10μm以上の膜厚を狙って成膜することが困難である。また、放熱を目的とする熱伝導性組成物をICパッケージ表面に成膜する場合の膜厚は、(1)ICパッケージ表面に数μmの凹凸が生じている場合、又は(2)塗膜界面の熱応力を緩和する場合には膜厚は10μm~100μmであることが好ましい。膜厚が厚すぎると装置の薄型化が困難となり、膜厚が薄すぎるとICパッケージ表面の凹凸を埋めること及び熱応力の緩和が困難となる。 However, in the inkjet method, it is necessary to lower the solid content concentration of the thermally conductive composition for ejection stability, and it is difficult to form a film with a film thickness of 10 μm or more than 10 μm. In addition, when forming a film of a thermally conductive composition for the purpose of heat dissipation on the surface of an IC package, the film thickness is determined when (1) the IC package surface has irregularities of several μm, or (2) the coating film interface. In order to alleviate thermal stress, the film thickness is preferably 10 μm to 100 μm. If the film thickness is too thick, it will be difficult to make the device thin, and if the film thickness is too thin, it will be difficult to fill in the irregularities on the surface of the IC package and to alleviate thermal stress.

そこで、前記課題を解決するため、例えば、基板上の液体組成物が塗布された塗布部分をエアーヒーターで加熱し、膜厚を増加させる技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、この提案のように液体組成物を塗工直後に過度な加熱を行うことは、インクジェット法の特性であるレベリングによる塗膜の平坦化及び高精度の膜厚制御性を損なってしまう一因となる。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, a technique has been proposed in which, for example, an air heater is used to heat the coated portion of the substrate on which the liquid composition is coated to increase the film thickness (see, for example, Patent Document 2). However, excessive heating of the liquid composition immediately after coating, as proposed in this proposal, is one of the factors that impairs the leveling of the coating film and the highly accurate controllability of film thickness, which are characteristics of the inkjet method. becomes.

また、上記特許文献1のように、金属粒子を含有する熱伝導性組成物を用いてTIMをインクジェット法で製造する場合、金属粒子を含有する熱伝導性組成物は一般に高価であり、樹脂でかさ上げして用いることはコスト面だけでなく、接着性の高い樹脂を用いることは機械的強度の向上の点からも好ましいが、インクジェット法では液滴が濡れ広がることから所望の膜厚を得ることが困難である。
したがって、インクジェット法によりTIMを製造する場合には、所望の膜厚形成と平坦化を両立することは極めて困難であった。
Furthermore, as in Patent Document 1, when TIM is manufactured by an inkjet method using a thermally conductive composition containing metal particles, the thermally conductive composition containing metal particles is generally expensive and the resin is bulky. It is preferable not only to increase the cost, but also to use a highly adhesive resin from the viewpoint of improving mechanical strength. However, in the inkjet method, it is difficult to obtain the desired film thickness because the droplets spread and spread. is difficult.
Therefore, when manufacturing TIMs by the inkjet method, it is extremely difficult to achieve both desired film thickness and planarization.

本発明は、所望の膜厚形成と平坦化を両立できる熱伝導性構造体の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thermally conductive structure that can achieve both desired film thickness and planarization.

前記課題を解決するための手段としての本発明の熱伝導性構造体の製造方法は、樹脂及び発泡剤を含有する樹脂組成物を付与して樹脂枠を形成する樹脂枠形成工程と、前記樹脂枠の内側に、熱伝導性物質を含有する熱伝導性組成物をインクジェット法で付与して液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜及び前記樹脂枠を加熱して前記液膜を固化させかつ前記樹脂枠を発泡させる加熱工程と、前記樹脂枠を除去する除去工程と、を含む。 The method for manufacturing a thermally conductive structure of the present invention as a means for solving the above problems includes a resin frame forming step of forming a resin frame by applying a resin composition containing a resin and a foaming agent, and a step of forming a resin frame by applying a resin composition containing a resin and a foaming agent. A liquid film forming step of forming a liquid film by applying a thermally conductive composition containing a thermally conductive substance to the inside of the frame by an inkjet method, and heating the liquid film and the resin frame to form the liquid film. The method includes a heating step of solidifying and foaming the resin frame, and a removing step of removing the resin frame.

本発明によると、所望の膜厚形成と平坦化を両立できる熱伝導性構造体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a thermally conductive structure that can achieve both desired film thickness formation and planarization.

図1は、放熱構造体の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a heat dissipation structure. 図2は、熱伝導性物質としての炭素繊維の配向状態の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the orientation state of carbon fibers as a thermally conductive substance. 図3は、第1の実施形態に係る熱伝導性構造体の製造方法の一例を示す工程図である。FIG. 3 is a process diagram showing an example of the method for manufacturing the thermally conductive structure according to the first embodiment. 図4は、第2の実施形態に係る熱伝導性構造体の製造方法の一例を示す工程図である。FIG. 4 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a thermally conductive structure according to the second embodiment.

(熱伝導性構造体の製造方法)
本発明の熱伝導性構造体の製造方法は、樹脂枠形成工程と、液膜形成工程と、加熱工程と、除去工程とを含み、硬化工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含む。
(Method for manufacturing thermally conductive structure)
The method for manufacturing a thermally conductive structure of the present invention includes a resin frame forming step, a liquid film forming step, a heating step, and a removing step, preferably including a curing step, and further includes other steps as necessary. Including process.

本発明においては、樹脂及び発泡剤を含有する樹脂組成物を付与して樹脂枠を形成する樹脂枠形成工程と、前記樹脂枠の内側に、熱伝導性物質を含有する熱伝導性組成物をインクジェット法で付与して液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜及び前記樹脂枠を加熱して前記液膜を固化させかつ前記樹脂枠を発泡させる加熱工程と、前記樹脂枠を除去する除去工程と、を含むことにより、樹脂枠によって液状の熱伝導性組成物が濡れ広がるのを防止でき、加熱により液膜が固化すると共に、樹脂枠が発泡して容易に除去できるので、所望の膜厚の平坦な熱伝導性構造体を効率よく製造することができる。 In the present invention, there is a resin frame forming step in which a resin frame is formed by applying a resin composition containing a resin and a foaming agent, and a thermally conductive composition containing a thermally conductive substance is applied inside the resin frame. a liquid film forming step of applying with an inkjet method to form a liquid film; a heating step of heating the liquid film and the resin frame to solidify the liquid film and foam the resin frame; and removing the resin frame. By including the removal step of removing the liquid, it is possible to prevent the liquid thermally conductive composition from spreading by the resin frame, and the liquid film is solidified by heating, and the resin frame foams and can be easily removed. It is possible to efficiently manufacture a flat thermally conductive structure with a film thickness of .

<樹脂枠形成工程>
樹脂枠形成工程は、樹脂及び発泡剤を含有する樹脂組成物を付与して、樹脂枠を形成する工程である。
前記樹脂組成物は、樹脂及び発泡剤を含有し、溶剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
<Resin frame forming process>
The resin frame forming step is a step of forming a resin frame by applying a resin composition containing a resin and a foaming agent.
The resin composition contains a resin and a foaming agent, preferably a solvent, and further contains other components as necessary.

-発泡剤-
前記発泡剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭酸アンモニウム(発泡温度:58℃)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(発泡温度:85℃~90℃)、アゾヘキサヒドロベンゾニトリル(発泡温度:103℃~104℃)、ジアゾアミノベンゼン(発泡温度:90℃~100℃)、ベンゼンスルホヒドラジド(発泡温度:90℃~100℃)、p-トルエンスルホニルヒドラジド(発泡温度:110℃)、ジフエニルスルホン-3,3’-ジスルホヒドラジド(発泡温度:148℃)、ジフエニルオキシド-4,4’-ジスルホヒドラジド(発泡温度:150℃)、N,N’-ジニトロソ-N,N’-ジメチルテレフタルアミド(発泡温度:105℃)、テレフタルアジド(発泡温度:90℃~110℃)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、発泡温度は分解温度と同義である。
前記発泡剤は、発泡温度(分解温度)が200℃以下であることが好ましく、150℃以下がより好ましく、50℃以上130℃以下が更に好ましい。
発泡温度が200℃を超える発泡剤は、発泡剤を発泡させるために200℃を超える温度で加熱すると熱伝導性組成物が本硬化してしまい、その後の工程で放熱部材を接着できなくなり、放熱部材を接着する際に導電性接着剤を用いる必要が生じてしまう。
-Foaming agent-
The foaming agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, for example, ammonium carbonate (foaming temperature: 58°C), 2,2'-azobisisobutyronitrile (foaming temperature: 85°C). °C to 90 °C), azohexahydrobenzonitrile (foaming temperature: 103 °C to 104 °C), diazoaminobenzene (foaming temperature: 90 °C to 100 °C), benzene sulfohydrazide (foaming temperature: 90 °C to 100 °C), p-Toluenesulfonylhydrazide (foaming temperature: 110°C), diphenylsulfone-3,3'-disulfohydrazide (foaming temperature: 148°C), diphenyl oxide-4,4'-disulfohydrazide (foaming temperature: 150°C) ), N,N'-dinitroso-N,N'-dimethylterephthalamide (foaming temperature: 105°C), and terephthalazide (foaming temperature: 90°C to 110°C). These may be used alone or in combination of two or more. Note that the foaming temperature is synonymous with the decomposition temperature.
The foaming temperature (decomposition temperature) of the foaming agent is preferably 200°C or lower, more preferably 150°C or lower, and even more preferably 50°C or higher and 130°C or lower.
If a foaming agent with a foaming temperature exceeds 200°C is heated at a temperature exceeding 200°C to foam the foaming agent, the thermally conductive composition will be fully cured, making it impossible to bond the heat dissipation member in the subsequent process, resulting in poor heat dissipation. It becomes necessary to use a conductive adhesive when bonding the members.

-樹脂-
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-resin-
The resin is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose; for example, polypropylene resin, silicone resin, fluororesin, polyacetal resin, ethylene propylene diene rubber (EPDM), polyvinyl chloride resin, polyamide resin. , polyethylene resin, polycarbonate resin, polyester resin, polystyrene resin, etc. These may be used alone or in combination of two or more.

-溶剤-
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、キシレン、トルエン、酢酸ブチル、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、N,N-ジメチルアセトアミド、2-n-ブトキシメタノール、2-ジメチルエタノールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記溶剤の中でも、沸点が80℃~150℃のものが好適である。前記溶剤の沸点が高すぎると、樹脂組成物が濡れ広がりやすくなり、インクジェット法、ディスペンサー法等の無版印刷の場合は微細なパターニングが困難となることがある。一方、前記溶剤の沸点が低すぎると、樹脂組成物が速く乾燥しすぎて安定したプロセスが困難となることがある。
-solvent-
The solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, such as xylene, toluene, butyl acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, Examples include N,N-dimethylacetamide, 2-n-butoxymethanol, and 2-dimethylethanol. These may be used alone or in combination of two or more.
Among the above-mentioned solvents, those having a boiling point of 80°C to 150°C are preferred. If the boiling point of the solvent is too high, the resin composition will easily wet and spread, and fine patterning may become difficult in plateless printing such as an inkjet method or a dispenser method. On the other hand, if the boiling point of the solvent is too low, the resin composition may dry too quickly, making it difficult to perform a stable process.

-その他の成分-
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チキソトロピー性付与剤、分散剤、硬化促進剤、遅延剤、微粘着付与剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤などが挙げられる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose, such as thixotropic agents, dispersants, curing accelerators, retarders, slight tackifiers, plasticizers, and flame retardants. , antioxidants, stabilizers, colorants, etc.

前記樹脂組成物を被着体上に付与し、乾燥させることにより、被着体上に樹脂枠を形成することができる。
前記樹脂組成物の付与方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクジェット法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法、バーコーティング法、スロットダイコーティング法、ドクターブレードコーティング法、カーテンコーティング法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、活版印刷法、スクリーン印刷法、液体現像方式による電子写真印刷法などが挙げられる。これらの中でも、パターニングが容易である点から、インクジェット法、ディスペンサー法が好ましく、液滴を吐出する位置を制御することが可能である点から、インクジェット法がより好ましい。
By applying the resin composition onto an adherend and drying it, a resin frame can be formed on the adherend.
The method for applying the resin composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, for example, an inkjet method, a dispenser method, a screen printing method, a dip coating method, a spray coating method, a spin coating method, Bar coating method, slot die coating method, doctor blade coating method, curtain coating method, offset printing method, gravure printing method, flexographic printing method, letterpress printing method, screen printing method, electrophotographic printing method using liquid development method, etc. . Among these, the inkjet method and the dispenser method are preferred because patterning is easy, and the inkjet method is more preferred because the position at which droplets are ejected can be controlled.

-被着体-
前記被着体としては、その材質、形状、大きさ、構造などについて特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記被着体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属、樹脂、セラミックス、ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、金属が好ましい。前記金属としては、例えば、銅、アルミニウム、銀、又はこれらの合金などが挙げられる。
前記被着体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状、シート状、フィルム状などが挙げられる。
前記被着体の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単層構造であっても複数層構造であっても構わない。
前記被着体としては、具体的には、電子部品、放熱部材などが挙げられる。前記電子部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)などが挙げられる。
-Adherend-
The material, shape, size, structure, etc. of the adherend are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
The material of the adherend is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include metal, resin, ceramics, glass, and the like. Among these, metals are preferred. Examples of the metal include copper, aluminum, silver, and alloys thereof.
The material of the adherend is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include flat plate, sheet, film, and the like.
The structure of the adherend is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, for example, it may be a single layer structure or a multilayer structure.
Specific examples of the adherend include electronic components, heat dissipation members, and the like. The electronic component is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like.

前記被着体の面積に対して樹脂枠の面積が大きくなると、被着体と放熱部材の接着面積が小さくなってしまうので、樹脂組成物を微細にパターニングすることが好ましい。このため、樹脂枠内の発泡剤が発泡しない程度に被着体を加温しておき、速やかに樹脂組成物中から溶剤を蒸発させることが好ましい。 If the area of the resin frame becomes larger than the area of the adherend, the bonding area between the adherend and the heat dissipation member becomes smaller, so it is preferable to finely pattern the resin composition. For this reason, it is preferable to heat the adherend to such an extent that the foaming agent in the resin frame does not foam, and then quickly evaporate the solvent from the resin composition.

前記樹脂枠の高さは、成膜しようとする熱伝導性組成物(膜状)の膜厚に対応した熱伝導性組成物(液状)のウェット膜厚と同等以上とすることが好ましい。
前記熱伝導性組成物(液状)の付与時の液膜のウェット膜厚は、例えば、熱伝導性組成物(液状)の固形分濃度10体積%で目標膜厚が20μmである場合、ウェット膜厚(μm)×0.1≒20μmを目安とすれば、前記液膜のウェット膜厚は200μmとなる。したがって、前記樹脂枠の高さは200μm以上であることが好ましい。
The height of the resin frame is preferably equal to or greater than the wet film thickness of the thermally conductive composition (liquid) corresponding to the film thickness of the thermally conductive composition (film) to be formed.
The wet film thickness of the liquid film when the thermally conductive composition (liquid) is applied is, for example, when the solid content concentration of the thermally conductive composition (liquid) is 10% by volume and the target film thickness is 20 μm. If thickness (μm)×0.1≈20 μm is used as a guideline, the wet film thickness of the liquid film is 200 μm. Therefore, it is preferable that the height of the resin frame is 200 μm or more.

<液膜形成工程>
液膜形成工程は、前記樹脂枠の内側に、熱伝導性物質を含有する熱伝導性組成物をインクジェット法で付与して液膜を形成する工程である。
<Liquid film formation process>
The liquid film forming step is a step of applying a thermally conductive composition containing a thermally conductive substance to the inside of the resin frame using an inkjet method to form a liquid film.

前記熱伝導性組成物は、熱伝導性物質を含有し、樹脂及び溶剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。 The thermally conductive composition preferably contains a thermally conductive substance, a resin and a solvent, and further contains other components as necessary.

-熱伝導性物質-
前記熱伝導性物質は、粒子状であることが好ましく、鱗片状(魚のうろこの形をした小片)、板状(円板状、六角板状等)、円柱状、角柱状、楕円状等を有する粒子であることがより好ましい。
前記熱伝導性物質としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀、亜鉛、インジウム等の金属粒子;酸化アルミニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、窒化ホウ素粒子、タルク粒子、窒化アルミニウム粒子、水酸化アルミニウム粒子、グラファイト、グラフェン、炭素繊維などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱伝導率が高い点から、銀、銅等の金属粒子及び炭素繊維が好ましい。
-Thermally conductive material-
The thermally conductive substance is preferably in the form of particles, such as scale-like (fish scale-shaped pieces), plate-like (disc-like, hexagonal plate-like, etc.), cylindrical, prismatic, elliptical, etc. It is more preferable that the particles have the following properties.
Examples of the thermally conductive substance include metal particles such as copper, aluminum, iron, silver, zinc, and indium; aluminum oxide particles, magnesium oxide particles, boron nitride particles, talc particles, aluminum nitride particles, aluminum hydroxide particles, Examples include graphite, graphene, and carbon fiber. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, metal particles such as silver and copper and carbon fibers are preferred because of their high thermal conductivity.

前記炭素繊維としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ピッチ系炭素繊維、PAN系炭素繊維、PBO繊維を黒鉛化した炭素繊維、アーク放電法、レーザ蒸発法、CVD法(化学気相成長法)、CCVD法(触媒化学気相成長法)等で合成された炭素繊維などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱伝導性の点から、PBO繊維を黒鉛化した炭素繊維、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維が好ましく、ピッチ系炭素繊維が特に好ましい。
前記炭素繊維を用いる場合には、図2に示すように、熱伝導シート20の厚み方向に炭素繊維21の長軸が平行に配向していることが熱伝導性の点から好ましい。
前記熱伝導性物質の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂組成物の全量に対して、10質量%以上90質量%以下であることが好ましい。
The carbon fiber is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose, such as pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, carbon fiber obtained by graphitizing PBO fiber, arc discharge method, laser evaporation method. Examples include carbon fibers synthesized by CVD (chemical vapor deposition), CCVD (catalytic chemical vapor deposition), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of thermal conductivity, carbon fibers obtained by graphitizing PBO fibers, PAN-based carbon fibers, and pitch-based carbon fibers are preferred, and pitch-based carbon fibers are particularly preferred.
When using the carbon fibers, it is preferable from the viewpoint of thermal conductivity that the long axes of the carbon fibers 21 are oriented parallel to the thickness direction of the thermally conductive sheet 20, as shown in FIG.
The content of the thermally conductive substance is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 10% by mass or more and 90% by mass or less based on the total amount of the resin composition.

-樹脂-
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン-プロピレン共重合体等のエチレン-αオレフィン共重合体;ポリメチルペンテン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系重合体;ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)樹脂、ポリフェニレン-エーテル共重合体(PPE)樹脂、変性PPE樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル等のポリメタクリル酸エステル類;ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリケトン樹脂、液晶ポリマー、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アイオノマー樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-resin-
The resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, for example, polyethylene resin, polypropylene resin, ethylene-α olefin copolymer such as ethylene-propylene copolymer; polymethylpentene resin, Fluorine polymers such as polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin, polyvinylidene fluoride resin, polytetrafluoroethylene; polyethylene terephthalate resin , polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polystyrene resin, polyacrylonitrile resin, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, polyphenylene-ether copolymer (PPE) resin, modified PPE resin, aliphatic polyamide resin, aromatic polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polymethacrylic acid esters such as polymethacrylic acid, polymethacrylic acid methyl ester; polyacrylic acid, polycarbonate resin, polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin , polyether sulfone resin, polyether nitrile resin, polyether ketone resin, polyketone resin, liquid crystal polymer, silicone resin, epoxy resin, ionomer resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

-溶剤-
前記溶剤としては、上記樹脂組成物における溶剤と同様なものを用いることができる。
-solvent-
As the solvent, the same solvent as in the resin composition can be used.

前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チキソトロピー性付与剤、分散剤、硬化促進剤、遅延剤、微粘着付与剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤などが挙げられる。 The other components are not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose, such as thixotropic agents, dispersants, curing accelerators, retarders, slight tackifiers, plasticizers, and flame retardants. , antioxidants, stabilizers, colorants, etc.

前記熱伝導性組成物としては、適宜製造したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記市販品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銀ペースト(田中貴金属工業株式会社製、TS185sr)、銀ペースト(化研テック株式会社製、CR3520、CM3212)などが挙げられる。前記銀ペーストとしては熱伝導率が10W/m・K以上のものが好適であり、溶剤で希釈して25℃での粘度を200mPa・s以下としたものを用いることができる。
前記熱伝導性組成物の接着力が低い場合は、熱伝導性組成物と共に導電性接着剤を用いてもよい。導電性接着剤を用いる場合には、膜厚が熱伝導性組成物よりも一桁以上薄くなるため、前記熱伝導性組成物ほど高い熱伝導率は必要なく、熱伝導率は1W/m・K以上のものが好適である。
As the thermally conductive composition, a suitably manufactured one may be used, or a commercially available product may be used. The commercially available products are not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose, for example, silver paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd., TS185sr), silver paste (manufactured by Kaken Tech Co., Ltd., CR3520, CM3212). ), etc. The silver paste preferably has a thermal conductivity of 10 W/m·K or more, and may be diluted with a solvent to have a viscosity of 200 mPa·s or less at 25°C.
If the adhesive strength of the thermally conductive composition is low, a conductive adhesive may be used together with the thermally conductive composition. When using a conductive adhesive, the film thickness is an order of magnitude thinner than that of a thermally conductive composition, so it does not require a thermal conductivity as high as that of the thermally conductive composition, and the thermal conductivity is 1 W/m. K or higher is preferred.

前記熱伝導性組成物は、樹脂枠の内側にインクジェット法により付与される。
前記熱伝導性組成物(液状)のウェット膜厚は、200μm以下であることが好ましい。
前記熱伝導性組成物の25℃での粘度は、200mPa・s以下が好ましく、100mPa・s以下がより好ましく、50mPa・s以下が更に好ましい。25℃での粘度が200mPa・s以下であると、インクジェット法で吐出しても吐出不良を起こしにくいという利点がある。
前記熱伝導性組成物の粘度の測定方法としては、例えば、JIS Z 8803に準じて測定することができる。前記粘度の測定に用いる装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、TV25型粘度計(コーンプレート型粘度計、東機産業株式会社製)などが挙げられる。
The thermally conductive composition is applied to the inside of the resin frame by an inkjet method.
The wet film thickness of the thermally conductive composition (liquid) is preferably 200 μm or less.
The viscosity of the thermally conductive composition at 25° C. is preferably 200 mPa·s or less, more preferably 100 mPa·s or less, and even more preferably 50 mPa·s or less. When the viscosity at 25° C. is 200 mPa·s or less, there is an advantage that ejection failure is less likely to occur even when ejected by an inkjet method.
The viscosity of the thermally conductive composition can be measured, for example, according to JIS Z 8803. The device used for measuring the viscosity is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples include TV25 type viscometer (cone plate viscometer, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). .

<加熱工程>
加熱工程は、前記液膜及び前記樹脂枠を加熱して前記液膜を固化させかつ前記樹脂枠を発泡させる工程であり、加熱手段を用いて行われる。
前記加熱手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーター、ホットプレートなどが挙げられる。
前記加熱工程においては、樹脂枠内の発泡剤が発泡する温度で加熱し、前記樹脂枠を発泡させて被着体から剥離除去すると共に、熱伝導性組成物(液状)からなる液膜を固化させる。本開示において、固化とは、濡れ広がらない程度に液膜が硬化することをいい、液膜全体が完全に硬化することは必要としない。なお、本開示において、固化は、仮硬化と記載することがある。
前記加熱工程における前記加熱は100℃以上160℃未満で行われることが好ましい。100℃以上160℃未満の加熱によると、樹脂枠内の発泡剤が発泡できかつ熱伝導性組成物が固化することができる。
固化した前記液膜の平均厚みは20μm以上であることが好ましい。
<Heating process>
The heating step is a step of heating the liquid film and the resin frame to solidify the liquid film and foam the resin frame, and is performed using a heating means.
The heating means is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and includes, for example, a hot air heater, an infrared heater, a hot plate, and the like.
In the heating step, the foaming agent in the resin frame is heated at a temperature that causes it to foam, and the resin frame is foamed and peeled off from the adherend, and a liquid film made of the thermally conductive composition (liquid) is solidified. let In the present disclosure, solidification refers to hardening of a liquid film to such an extent that it does not spread, and does not require that the entire liquid film be completely hardened. In addition, in this indication, solidification may be described as temporary hardening.
The heating in the heating step is preferably performed at a temperature of 100°C or higher and lower than 160°C. Heating at 100° C. or more and less than 160° C. allows the foaming agent in the resin frame to foam and solidify the thermally conductive composition.
The average thickness of the solidified liquid film is preferably 20 μm or more.

<除去工程>
除去工程は、樹脂枠を除去する工程である。
前記樹脂枠は、加熱によって発泡することにより被着体から容易に剥離除去されるので、機械的に剥がす工程を必要としない。
<Removal process>
The removal process is a process of removing the resin frame.
The resin frame is easily peeled off and removed from the adherend by being foamed by heating, so there is no need for a mechanical peeling process.

<硬化工程>
硬化工程は、前記樹脂枠を除去した後、固化した前記液膜を加熱して硬化させる工程である。
前記硬化工程における前記加熱は、160℃以上200℃以下で行われることが好ましい。
前記硬化工程において、固化した液膜表面にヒートシンク等の放熱部材を配置し、この状態で加熱して液膜を硬化させることにより、液膜上に放熱部材を接着固定することができ、放熱構造体を製造することができる。
<Curing process>
The curing step is a step of removing the resin frame and then heating and curing the solidified liquid film.
The heating in the curing step is preferably performed at a temperature of 160°C or higher and 200°C or lower.
In the curing step, a heat dissipation member such as a heat sink is placed on the surface of the solidified liquid film, and by heating in this state and curing the liquid film, the heat dissipation member can be adhesively fixed onto the liquid film, and a heat dissipation structure is created. body can be manufactured.

<その他の工程>
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄工程、制御工程などが挙げられる。
<Other processes>
Other steps are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and include, for example, a cleaning step, a control step, and the like.

本発明の熱伝導性構造体の製造方法により製造される熱伝導性構造体は、シート状又は膜状であり、高熱伝導率を実現できるので、例えば、温度によって素子動作の効率や寿命等に悪影響が生じるCPU、MPU、パワートランジスタ、LED、レーザーダイオード、各種電池(リチウムイオン電池等の各種二次電池、各種燃料電池、キャパシタ、アモルファスシリコン、結晶シリコン、化合物半導体、湿式太陽電池等の各種太陽電池等)などの各種の電気デバイス周り、熱の有効利用が求められる暖房機器の熱源周り、熱交換器、床暖房装置の熱配管周りなどに好適に用いられる。 The thermally conductive structure manufactured by the method for manufacturing a thermally conductive structure of the present invention is in the form of a sheet or film, and can achieve high thermal conductivity. CPUs, MPUs, power transistors, LEDs, laser diodes, various batteries (various secondary batteries such as lithium ion batteries, various fuel cells, capacitors, amorphous silicon, crystalline silicon, compound semiconductors, wet solar cells, etc.) that have adverse effects It is suitable for use around various electrical devices such as batteries, etc., around the heat source of heating equipment where effective use of heat is required, around heat exchangers, and around the heat piping of floor heating equipment.

(放熱構造体の製造方法)
本発明の放熱構造体の製造方法は、本発明の熱伝導性構造体の製造方法からなる工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記放熱構造体は、例えば、電子部品等の発熱体と、ヒートシンク、ヒートパイプ、ヒートスプレッダ等の放熱部材と、発熱体と放熱部材に挟持された熱伝導性構造体とからなる。
(Method for manufacturing heat dissipation structure)
The method of manufacturing a heat dissipating structure of the present invention includes the steps of the method of manufacturing a thermally conductive structure of the present invention, and further includes other steps as necessary.
The heat dissipation structure includes, for example, a heat generating body such as an electronic component, a heat dissipating member such as a heat sink, a heat pipe, a heat spreader, and a thermally conductive structure sandwiched between the heat generating body and the heat dissipating member.

前記電子部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)などが挙げられる。 The electronic component is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like.

前記放熱構造体としては、電子部品(発熱体)の発する熱を放熱する構造体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒートスプレッダ、ヒートシンク、ベーパーチャンバー、ヒートパイプなどが挙げられる。
前記ヒートスプレッダは、前記電子部品の熱を他の部品に効率的に伝えるための部材である。前記ヒートスプレッダの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、アルミニウムなどが挙げられる。前記ヒートスプレッダは、通常、平板状である。
前記ヒートシンクは、前記電子部品の熱を空気中に放出するための部材である。前記ヒートシンクの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、アルミニウムなどが挙げられる。前記ヒートシンクは、例えば、複数のフィンを有する。前記ヒートシンクは、例えば、ベース部と、前記ベース部の一方の面に対して非平行方向(例えば、直交する方向)に向かって延びるように設けられた複数のフィンを有する。
前記ヒートスプレッダ、及び前記ヒートシンクは、一般的に、内部に空間を持たない中実構造である。
前記ベーパーチャンバーは、中空構造体である。前記中空構造体の内部空間には、揮発性の液体が封入されている。前記ベーパーチャンバーとしては、例えば、前記ヒートスプレッダを中空構造にしたもの、前記ヒートシンクを中空構造にしたような板状の中空構造体などが挙げられる。
前記ヒートパイプは、円筒状、略円筒状、又は扁平筒状の中空構造体である。前記中空構造体の内部空間には、揮発性の液体が封入されている。
The heat dissipation structure is not particularly limited as long as it dissipates heat generated by electronic components (heat generating elements), and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it may include a heat spreader, a heat sink, a vapor chamber, Examples include heat pipes.
The heat spreader is a member for efficiently transmitting heat from the electronic component to other components. The material of the heat spreader is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, such as copper and aluminum. The heat spreader usually has a flat plate shape.
The heat sink is a member for releasing heat from the electronic component into the air. The material of the heat sink is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, such as copper and aluminum. The heat sink has, for example, a plurality of fins. The heat sink includes, for example, a base portion and a plurality of fins extending in non-parallel directions (for example, perpendicular directions) to one surface of the base portion.
The heat spreader and the heat sink generally have a solid structure with no internal space.
The vapor chamber is a hollow structure. A volatile liquid is sealed in the internal space of the hollow structure. Examples of the vapor chamber include a plate-shaped hollow structure such as a hollow structure of the heat spreader and a hollow structure of the heat sink.
The heat pipe is a hollow structure having a cylindrical shape, a substantially cylindrical shape, or a flat cylindrical shape. A volatile liquid is sealed in the internal space of the hollow structure.

ここで、図1は、放熱構造体の一例としての半導体装置の概略図である。この図1は、半導体装置の一例の概略断面図である。熱伝導性構造体としての熱伝導シート1は、半導体素子等の電子部品3の発する熱を放熱するものであり、図1に示すように、ヒートスプレッダ2の電子部品3と対峙する主面2aに固定され、電子部品3と、ヒートスプレッダ2との間に挟持されるものである。また、熱伝導シート1は、ヒートスプレッダ2とヒートシンク5との間に挟持される。そして、熱伝導シート1は、ヒートスプレッダ2とともに、電子部品3の熱を放熱する放熱部材を構成する。 Here, FIG. 1 is a schematic diagram of a semiconductor device as an example of a heat dissipation structure. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a semiconductor device. The thermally conductive sheet 1 as a thermally conductive structure radiates heat generated by electronic components 3 such as semiconductor elements, and as shown in FIG. It is fixed and held between the electronic component 3 and the heat spreader 2. Further, the thermally conductive sheet 1 is sandwiched between the heat spreader 2 and the heat sink 5. The heat conductive sheet 1 and the heat spreader 2 constitute a heat radiating member that radiates heat from the electronic component 3.

ヒートスプレッダ2は、例えば、方形板状に形成され、電子部品3と対峙する主面2aと、主面2aの外周に沿って立設された側壁2bとを有する。ヒートスプレッダ2は、側壁2bに囲まれた主面2aに熱伝導シート1が設けられ、また主面2aと反対側の他面2cに熱伝導シート1を介してヒートシンク5が設けられる。ヒートスプレッダ2は、高い熱伝導率を有するほど、熱抵抗が減少し、効率よく半導体素子等の電子部品3の熱を吸熱することから、例えば、熱伝導性の良好な銅やアルミニウムを用いて形成することができる。 The heat spreader 2 is formed into a rectangular plate shape, for example, and has a main surface 2a facing the electronic component 3, and a side wall 2b erected along the outer periphery of the main surface 2a. In the heat spreader 2, a heat conductive sheet 1 is provided on a main surface 2a surrounded by side walls 2b, and a heat sink 5 is provided on the other surface 2c opposite to the main surface 2a via the heat conductive sheet 1. The heat spreader 2 is formed using, for example, copper or aluminum, which has good thermal conductivity, because the higher the thermal conductivity, the lower the thermal resistance, and the more efficiently absorbs heat from the electronic components 3 such as semiconductor elements. can do.

電子部品3は、例えば、BGA等の半導体素子であり、配線基板6へ実装される。またヒートスプレッダ2も、側壁2bの先端面が配線基板6に実装され、これにより側壁2bによって所定の距離を隔てて電子部品3を囲んでいる。
そして、ヒートスプレッダ2の主面2aに、熱伝導シート1が接着されることにより、電子部品3の発する熱を吸収し、ヒートシンク5より放熱する放熱部材が形成される。ヒートスプレッダ2と熱伝導シート1との接着は、熱伝導シート1自身の接着力により行うことができる。
The electronic component 3 is, for example, a semiconductor element such as a BGA, and is mounted on the wiring board 6. Further, the heat spreader 2 also has the front end surface of the side wall 2b mounted on the wiring board 6, so that the side wall 2b surrounds the electronic component 3 at a predetermined distance.
Then, by bonding the heat conductive sheet 1 to the main surface 2a of the heat spreader 2, a heat radiating member is formed that absorbs the heat generated by the electronic component 3 and radiates the heat from the heat sink 5. The heat spreader 2 and the thermally conductive sheet 1 can be bonded together using the adhesive force of the thermally conductive sheet 1 itself.

以下、本発明の熱伝導性構造体の製造方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状などにすることができる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the embodiment of the manufacturing method of the thermally conductive structure of this invention is described in detail with reference to drawings. In addition, in each drawing, the same components are given the same reference numerals, and duplicate explanations may be omitted. Moreover, the number, position, shape, etc. of the following constituent members are not limited to this embodiment, and can be set to a preferable number, position, shape, etc. for implementing the present invention.

<第1の実施形態>
図3の(A)~(C)は、第1の実施形態に係る熱伝導性構造体の製造方法の一例を示す工程図である。
まず、図3の(A)に示すように、被着体11上に、p-トルエンスルホニルヒドラジド(発泡温度110℃)を発泡剤として含有する樹脂組成物をディスペンサー法により、高さ200μmの樹脂枠12を設け、樹脂枠12の内側に、熱伝導性組成物13aとして銀ペースト(化研テック株式会社製、CR3520、仮硬化温度:130℃、25℃での粘度200mPa・s以下)をインクジェット法により付与して液膜を形成する。
<First embodiment>
FIGS. 3A to 3C are process diagrams showing an example of the method for manufacturing the thermally conductive structure according to the first embodiment.
First, as shown in FIG. 3A, a resin composition containing p-toluenesulfonyl hydrazide (foaming temperature 110° C.) as a foaming agent is applied onto the adherend 11 using a dispenser method to form a resin composition with a height of 200 μm. A frame 12 is provided, and a silver paste (manufactured by Kaken Tech Co., Ltd., CR3520, temporary curing temperature: 130°C, viscosity at 25°C of 200 mPa·s or less) is inkjetted as a thermally conductive composition 13a on the inside of the resin frame 12. to form a liquid film.

次に、図3の(B)に示すように、液膜13b及び樹脂枠12を加熱し、液膜を固化させかつ樹脂枠12を発泡させる。120℃で液膜13b及び樹脂枠12を加熱すると、液膜が固化しかつ樹脂枠が発泡する。 Next, as shown in FIG. 3B, the liquid film 13b and the resin frame 12 are heated to solidify the liquid film and foam the resin frame 12. When the liquid film 13b and the resin frame 12 are heated at 120° C., the liquid film solidifies and the resin frame foams.

次に、図3の(C)に示すように、樹脂枠12が除去され、被着体上に平坦な所望の膜厚の液膜13bが形成される。 Next, as shown in FIG. 3C, the resin frame 12 is removed, and a flat liquid film 13b having a desired thickness is formed on the adherend.

<第2の実施形態>
図4の(A)~(E)は、第2の実施形態に係る熱伝導性構造体の製造方法の一例を示す工程図である。
<Second embodiment>
FIGS. 4A to 4E are process diagrams showing an example of a method for manufacturing a thermally conductive structure according to the second embodiment.

図4の(A)及び(B)に示すように、被着体11上に樹脂組成物を付与し、樹脂枠12を形成する。樹脂組成物の付与方法としては、インクジェット法、ディスペンサー法、スクリーン印刷等パターニングが容易な手段が好適である。 As shown in FIGS. 4A and 4B, a resin composition is applied onto the adherend 11 to form the resin frame 12. Suitable methods for applying the resin composition include methods that allow easy patterning, such as an inkjet method, a dispenser method, and screen printing.

図4の(C)に示すように、樹脂枠12の内側に、熱伝導性物質を含有する熱伝導性組成物(液状)13aをインクジェット法で付与して液膜を形成する。 As shown in FIG. 4C, a thermally conductive composition (liquid) 13a containing a thermally conductive substance is applied to the inside of the resin frame 12 by an inkjet method to form a liquid film.

図4の(D)に示すように、液膜13b及び樹脂枠12を加熱し、液膜を固化させかつ樹脂枠12を発泡させ、樹脂枠12を除去する。 As shown in FIG. 4D, the liquid film 13b and the resin frame 12 are heated to solidify the liquid film and foam the resin frame 12, and the resin frame 12 is removed.

図4の(E)に示すように、液膜13bに放熱部材14を設置し、液膜を加熱して硬化させることにより、放熱構造体が得られる。熱伝導性組成物13aとして銀ペースト(化研テック株式会社製、CR3520)を用いた場合には、硬化温度は180℃である。放熱部材の材質としては、アルミニウム、銅、真鍮などの熱伝導率の高い材質が適用可能である。なお、外装筐体が放熱部材を兼ねることもできる。 As shown in FIG. 4E, a heat dissipation structure is obtained by installing the heat dissipation member 14 on the liquid film 13b and heating and curing the liquid film. When silver paste (manufactured by Kaken Tech Co., Ltd., CR3520) is used as the thermally conductive composition 13a, the curing temperature is 180°C. As the material of the heat dissipation member, materials with high thermal conductivity such as aluminum, copper, and brass can be used. Note that the exterior casing can also serve as a heat dissipation member.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 樹脂及び発泡剤を含有する樹脂組成物を付与して樹脂枠を形成する樹脂枠形成工程と、
前記樹脂枠の内側に、熱伝導性物質を含有する熱伝導性組成物をインクジェット法で付与して液膜を形成する液膜形成工程と、
前記液膜及び前記樹脂枠を加熱して前記液膜を固化させかつ前記樹脂枠を発泡させる加熱工程と、
前記樹脂枠を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする熱伝導性構造体の製造方法である。
<2> 前記樹脂枠を除去した後、固化した前記液膜を加熱して硬化させる硬化工程を含む、前記<1>に記載の熱伝導性構造体の製造方法である。
<3> 前記発泡剤の発泡温度が200℃以下である、前記<1>から<2>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法である。
<4> 前記加熱工程における前記加熱が100℃以上160℃未満で行われ、
前記硬化工程における前記加熱が160℃以上200℃以下で行われる、前記<2>から<3>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法である。
<5> 前記熱伝導性組成物の25℃での粘度が200mPa・s以下である、前記<1>から<4>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法である。
<6> 固化した前記液膜の平均厚みが20μm以上である、前記<1>から<5>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法である。
<7> 前記熱伝導性物質が、金属粒子、窒化ホウ素粒子、酸化アルミニウム粒子、及び炭素繊維から選択される少なくとも1種である、前記<1>から<6>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法である。
<8> 前記樹脂枠がインクジェット法で形成される、前記<1>から<7>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法である。
<9> 前記<1>から<8>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法からなる工程を含むことを特徴とする放熱構造体の製造方法である。
Examples of aspects of the present invention are as follows.
<1> A resin frame forming step of forming a resin frame by applying a resin composition containing a resin and a foaming agent;
a liquid film forming step of forming a liquid film by applying a thermally conductive composition containing a thermally conductive substance to the inside of the resin frame using an inkjet method;
a heating step of heating the liquid film and the resin frame to solidify the liquid film and foam the resin frame;
a removing step of removing the resin frame;
A method for manufacturing a thermally conductive structure, comprising:
<2> The method for manufacturing a thermally conductive structure according to <1>, which includes a curing step of heating and curing the solidified liquid film after removing the resin frame.
<3> The method for producing a thermally conductive structure according to any one of <1> to <2>, wherein the foaming temperature of the foaming agent is 200° C. or lower.
<4> The heating in the heating step is performed at a temperature of 100°C or more and less than 160°C,
The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of <2> to <3>, wherein the heating in the curing step is performed at a temperature of 160° C. or higher and 200° C. or lower.
<5> The method for producing a thermally conductive structure according to any one of <1> to <4>, wherein the thermally conductive composition has a viscosity of 200 mPa·s or less at 25°C.
<6> The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of <1> to <5>, wherein the average thickness of the solidified liquid film is 20 μm or more.
<7> The thermal conductivity according to any one of <1> to <6>, wherein the thermally conductive substance is at least one selected from metal particles, boron nitride particles, aluminum oxide particles, and carbon fibers. This is a method for manufacturing a sexual structure.
<8> The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of <1> to <7>, wherein the resin frame is formed by an inkjet method.
<9> A method for manufacturing a heat dissipating structure, including the step of the method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of <1> to <8>.

前記<1>から<8>のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法、及び前記<9>に記載の放熱構造体の製造方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。 According to the method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of <1> to <8> above, and the method for manufacturing a heat dissipating structure according to <9> above, various problems in the past are solved, and the present invention can achieve the objectives of

1 熱伝導シート
2 ヒートスプレッダ
2a 主面
3 発熱体(電子部品)
3a 上面
5 ヒートシンク
6 配線基板
11 被着体
12 樹脂枠
13a 熱伝導性組成物(液状)
13b 液膜
14 放熱部材
1 Heat conductive sheet 2 Heat spreader 2a Main surface 3 Heating element (electronic component)
3a Upper surface 5 Heat sink 6 Wiring board 11 Adherent 12 Resin frame 13a Thermal conductive composition (liquid)
13b Liquid film 14 Heat dissipation member

国際公開第2016/152660号パンフレットInternational Publication No. 2016/152660 pamphlet 特開2011-200839号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-200839

Claims (9)

樹脂及び発泡剤を含有する樹脂組成物を付与して樹脂枠を形成する樹脂枠形成工程と、
前記樹脂枠の内側に、熱伝導性物質を含有する熱伝導性組成物をインクジェット法で付与して液膜を形成する液膜形成工程と、
前記液膜及び前記樹脂枠を加熱して前記液膜を固化させかつ前記樹脂枠を発泡させる加熱工程と、
前記樹脂枠を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする熱伝導性構造体の製造方法。
a resin frame forming step of forming a resin frame by applying a resin composition containing a resin and a foaming agent;
a liquid film forming step of forming a liquid film by applying a thermally conductive composition containing a thermally conductive substance to the inside of the resin frame using an inkjet method;
a heating step of heating the liquid film and the resin frame to solidify the liquid film and foam the resin frame;
a removing step of removing the resin frame;
A method of manufacturing a thermally conductive structure, comprising:
前記樹脂枠を除去した後、固化した前記液膜を加熱して硬化させる硬化工程を含む、請求項1に記載の熱伝導性構造体の製造方法。 The method for manufacturing a thermally conductive structure according to claim 1, further comprising a curing step of heating and curing the solidified liquid film after removing the resin frame. 前記発泡剤の発泡温度が200℃以下である、請求項1から2のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法。 The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of claims 1 to 2, wherein the foaming temperature of the foaming agent is 200°C or less. 前記加熱工程における前記加熱が100℃以上160℃未満で行われ、
前記硬化工程における前記加熱が160℃以上200℃以下で行われる、請求項2から3のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法。
The heating in the heating step is performed at a temperature of 100°C or more and less than 160°C,
The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of claims 2 to 3, wherein the heating in the curing step is performed at a temperature of 160°C or higher and 200°C or lower.
前記熱伝導性組成物の25℃での粘度が200mPa・s以下である、請求項1から4のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法。 The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the viscosity of the thermally conductive composition at 25° C. is 200 mPa·s or less. 固化した前記液膜の平均厚みが20μm以上である、請求項1から5のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法。 The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the average thickness of the solidified liquid film is 20 μm or more. 前記熱伝導性物質が、金属粒子、窒化ホウ素粒子、酸化アルミニウム粒子、及び炭素繊維から選択される少なくとも1種である、請求項1から6のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法。 The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermally conductive substance is at least one selected from metal particles, boron nitride particles, aluminum oxide particles, and carbon fibers. . 前記樹脂枠がインクジェット法で形成される、請求項1から7のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法。 The method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the resin frame is formed by an inkjet method. 請求項1から8のいずれかに記載の熱伝導性構造体の製造方法からなる工程を含むことを特徴とする放熱構造体の製造方法。

A method for manufacturing a heat dissipating structure, comprising the step of the method for manufacturing a thermally conductive structure according to any one of claims 1 to 8.

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