JP6604971B2 - 絶縁放熱シート、ヒートスプレッターおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁放熱シート、ヒートスプレッターおよび電子機器に関するものである。本願は、２０１５年１月９日に、日本に出願された特願２０１５−００３０７４に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、半導体チップ、トランジスター、コンデンサ、キャパシターなどの電子部品及び電池（バッテリー）などの電気部品のさらなる高性能化が進められている。それに伴って、電子部品や電気部品の発熱量が増大している。電子部品や電気部品が高温になると、寿命が短くなったり、信頼性が低下したりする場合がある。

従来、電子部品や電気部品には、これらが発生する熱を放散させるヒートシンクやヒートスプッレターが取り付けられている。ヒートスプレッターとしては、アルミニウム箔や銅箔などの熱伝導性を有する金属箔に粘着テープを貼り合せたものなどが多く用いられている。

例えば、特許文献１には、粘着剤層と、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる層上に熱放射層を設けた熱放射シートとを積層した、除熱用放熱シートが開示されている。

特開２００５−１０１０２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている熱放射層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にアルミナを塗装したものであることから、衝撃や変形によりアルミナ層に欠損が生じることがある。このアルミナ層の欠損等は、十分な絶縁性の確保を阻害するため、絶縁性を必要とする場所への使用は困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電子部品等の発熱体に容易に接合し、かつ電子部品等で発生する熱を効率良く拡散、放熱できる絶縁放熱シートを提供すること、特に、各種電子部品の小型軽量化及び薄型化にも対応できる絶縁放熱シートを提供することを課題とする。

発明者らは、鋭意検討の結果、絶縁層と、熱放射フィラーおよびバインダーを含有する熱放射層と、金属層と、粘着層とを順に有し、絶縁層及び粘着層を所定の厚みにすることで、高い熱拡散性及び絶縁性を実現できることを見出した。
熱放射層の上に層を設けることは、熱放射を阻害するおそれがあり、当業者の通常の技術常識からは行われないことである。しかしながら、本発明者らはその積層条件を所定の条件とすることで、高い熱拡散性及び絶縁性を実現できることを見出した。
また所定の粘着層をさらに備えることで、発熱体への接合性と、熱放射層への熱伝導性を共に備えることができることを見出した。
すなわち、本発明は以下に示す構成を備えるものである。

（１）本発明の一態様に係る絶縁放熱シートは、絶縁層と、熱放射フィラーおよびバインダーを含有する熱放射層と、金属層と、粘着層とを順に有し、前記絶縁層および前記粘着層の平均厚みが各々５〜５０μｍである。

（２）上記（１）に記載の絶縁放熱シートは、絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上であることが好ましい。

（３）上記（１）又は（２）のいずれかに記載の絶縁放熱シートは、前記熱放射層の平均厚みが０．１〜５μｍであってもよい。

（４）上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の絶縁放熱シートは、前記金属層の平均厚みが２０〜１００μｍであってもよい。

（５）上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の絶縁放熱シートは、前記熱放射フィラーが炭素質材料であってもよい。

（６）上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の絶縁放熱シートは、前記炭素質材料が、カーボンブラック、黒鉛および気相法炭素繊維から選ばれる１種または２種以上の材料であってもよい。

（７）上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の絶縁放熱シートは、前記バインダーの少なくとも一種が、エポキシ樹脂または高分子多糖類が、酸架橋剤によって架橋されたものでもよい。

（８）上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の絶縁放熱シートは、前記熱放射フィラー２０〜５０質量％およびバインダー５０〜８０質量％を含有してもよい。

（９）上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の絶縁放熱シートは、前記粘着層の金属層と反対側の面に、剥離シートをさらに有してもよい。

（１０）本発明の一態様に係るヒートスプレッターは、上記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の絶縁放熱シートを含む。

（１１）本発明の一態様に係る電子機器は、上記（１０）に記載のヒートスプレッターを組み込んだものである。

本発明の絶縁放熱シートは、電子部品等の発熱体に容易に接合し、かつ電子部品等で発生する熱を効率良く拡散、放熱できる。

本発明の一態様にかかる絶縁放熱シートの断面を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図１は、本発明の一態様にかかる絶縁放熱シートの断面を模式的に示した図である。図１に示す絶縁放熱シート１０は、絶縁層１と、熱放射フィラーおよびバインダーを含有する熱放射層２と、金属層３と、粘着層４とを順に有する。絶縁層１および粘着層４の平均厚みは、各々５〜５０μｍである。絶縁放熱シート１０の使用前には必要に応じてさらに粘着層４の露出面に剥離シート５を積層しても良い。各層の間には、その他の層を有していてもよい。
「平均厚み」とは、絶縁放熱シート１０の断面を観察し、無作為に選んだ１０カ所の厚みを測定し、その算術平均値として得られた値を指す。

＜絶縁層＞
絶縁層１は、電子部品等の発熱体に絶縁放熱シート１０を接合した際に、最外層となる層である。

絶縁層１は、電気絶縁性を有する。絶縁性とは、例えば絶縁層１の両面に１〜５ｋＶの電圧を印加した際にも絶縁破壊されず、絶縁性を維持できることを意味する。
絶縁層１が絶縁性を有することで、電子部品等の中の絶縁性を必要とする場所でも使用も可能となる。

絶縁層１を構成する材料としては、絶縁性を有すれば特に限定されず、樹脂材料やセラミック材料を使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンなどを用いることができる。絶縁性、耐熱性の観点から、ＰＥＴが特に好ましい。

絶縁層１の平均厚みは、５〜５０μｍである。絶縁層１の平均厚みは、５〜１５μｍであることが好ましい。絶縁層１の平均厚みが５〜５０μｍであれば、十分な絶縁性と高い放熱性を維持することができる。

絶縁層１を熱放射層２の上に積層する方法は、特に限定されるものではない。例えば、絶縁層１となる樹脂を溶融押し出しし、熱放射層上にラミネートする方法や、予めフィルム状に成形された絶縁層１を各種の粘着剤、接着剤により熱放射層２と貼り合せる方法がある。

絶縁放熱シート１０は、上述のような絶縁層１を有することで、外部との高い絶縁性を維持することができる。その結果、電子部品等の中の絶縁性を必要とする場所でも絶縁放熱シート１０の使用が可能となる。
また絶縁層１は、その下に形成される熱放射層２等を保護するため、絶縁放熱シート１０の耐摩耗性も向上することができる。すなわち、絶縁放熱シート１０に衝撃や変形が加わっても、放熱性及び絶縁性を維持することができる。

＜熱放射層＞
熱放射層２は、熱放射フィラーおよびバインダーを含有する。

熱放射層２に用いられる熱放射フィラーは、放射率０．８以上であれば金属、非金属に関わらず特に限定されない。高熱放射率および低コストの観点からは、炭素質材料が好ましい。炭素質材料としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、気相法炭素繊維等が挙げられ、これらの中から１種または２種以上を選択して用いても良い。熱放射フィラーの粒子径は、累積質量５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１〜２．０μｍであることが好ましく、０．２〜１μｍであることがより好ましい。累積質量５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１〜２．０μｍであると、平滑性の高い熱放射層を得ることができる。

熱放射層２に用いられるバインダーとしては、熱放射フィラーを結着できる材料であれば特に限定されない。熱放射フィラーの結着性、熱放射フィラーおよびバインダーの組成物の塗工性、及び熱放射層２としての皮膜性能の観点から、バインダーとしては、熱、又は光硬化性の樹脂が好ましい。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ビニルエステル系樹脂および（メタ）アクリル系樹脂等を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ノボラック系樹脂、アミノ系樹脂、および架橋性官能基を有する（メタ）アクリル系樹脂、高分子多糖類等を用いることができる。

バインダーとして用いられる硬化性樹脂としては、耐久性、密着性の点で熱硬化のエポキシ系樹脂、又は高分子多糖類がより好ましく、これらを酸架橋剤で架橋し硬化することが好ましい。エポキシ系樹脂としては、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、ビフェノールのジグリシジルエーテル等が例示でき、これらから選ばれる１種または２種以上を用いることが出来る。高分子多糖類としては、キトサン、キチンおよびその誘導体から選ばれる１種または２種以上が挙げられる。酸架橋剤としては、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水ドデシルコハク酸、無水メチルナジック酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、無水ブタンテトラカルボン酸などの酸無水物が挙げられ、これらから選ばれる１種または２種以上を用いることが出来る。
熱放射層２における熱放射フィラーの含有量は、好ましくは２０〜５０質量％、より好ましくは３０〜４０質量％である。熱放射層２における熱放射フィラーの含有量がこの範囲内であることにより、熱放射フィラー単体の熱放射率に熱放射層２の放熱性を近づけることができ、熱放射層２の放熱性を向上させるメリットがある。熱放射層２におけるバインダーの含有量は、好ましくは５０〜８０質量％、より好ましくは６０〜７０質量％である。熱放射層２におけるバインダーの含有量がこの範囲内であることにより、熱放射フィラーを基材上に担持するメリットがある。

熱放射層２の形成方法は、特に限定されない。例えば、熱放射フィラーおよびバインダーの組成物を、絶縁層１又は金属層３の上に塗布、硬化することで熱放射層２を形成することが出来る。
熱放射フィラーおよびバインダーの組成物は、必要に応じて溶剤で希釈してから塗布、乾燥、さらに硬化させて熱放射層２を形成してもよい。
熱放射フィラーおよびバインダーの組成物の塗工方法としては、均一の厚みの薄膜を形成すること出来るグラビア塗工が塗工方法として好ましい。
熱放射層の平均厚みとしては、０．１〜５μｍであることが好ましく、０．５〜３μｍであることがより好ましい。熱放射層の平均厚みが０．１〜５μｍであれば、熱放射層内の熱放射フィラー量を十分確保でき、十分な放熱性を得られる。

＜金属層＞
金属層３は、熱放射層２と電子部品等の発熱体の間に備えられる。金属層３は、高い熱伝導性を有することで、熱放射層２に発熱体で発生した熱を効率よく伝えることができる。

金属層３としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウムおよびそれらの金属を含む合金などを用いることができる。熱伝導率が高い金属であることが好ましく、低価格や加工容易性の観点からは、金属層３として銅、アルミニウムおよびそれらの金属を含む合金を用いることが好ましい。

金属層３の平均厚みは、２０〜１００μｍであることが好ましく、３０〜８０μｍであることがより好ましい。金属層３の平均厚みが２０μｍ以上であると、熱放射性に優れた絶縁放熱シート１０が得られるとともに、絶縁放熱シート１０を製造する工程における金属層３の歪みや変形が少ないものとなる。金属層３の平均厚みが１００μｍ以下であると、発熱体に絶縁放熱シート１０を接合する際の、絶縁放熱シート１０の発熱体に対する形状追従性を十分に確保することができる。従って、発熱体の表面が曲面である場合にも、発熱体と絶縁放熱シート１０との接触面積を十分に確保することができるため、発熱体の熱を効率よく放熱することができる。

＜粘着層＞
粘着層４は、絶縁放熱シート１０を電子機器等の発熱体と接合するための層である。
粘着層４に用いられる粘着剤としては、特に限定されない。絶縁性と粘着力が十分であれば良く、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等を用いることが出来る。中でも、粘着力の点でアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。
粘着剤は、溶剤を含んだもの、無溶剤のもの、何れも用いることができる。粘着剤の凝集力を高める目的で、粘着剤に応じた硬化剤を含んでも良い。硬化剤としては、例えば、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、アジリジン系化合物、メラミン系化合物等を用いることができる。
粘着層４の形成方法としては、例えば、金属層３または剥離シート５の一方の面に、溶剤で希釈された粘着剤を塗布し、乾燥して熱硬化させる方法等が挙げられる。

本発明に用いる粘着層４の平均厚みは、５〜５０μｍであり、８〜２０μｍであることが好ましい。粘着層４の平均厚みが５μｍ以上であると、粘着層４と、発熱体および金属層３との接合強度が十分に高く、絶縁性も満足できる絶縁放熱シート１０となる。粘着層４の平均厚みが５０μｍ以下であると、発熱体の熱を、粘着層４を介して金属層３に効率よく伝導できる。

粘着剤の塗布方法は、特に限定されない。例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーターなどを用いる方法が挙げられる。

粘着層４の粘着力は、後述する測定方法を用いて測定したＳＵＳ３０４に対する粘着力が５Ｎ／２５ｍｍ以上のものであることが好ましく、８Ｎ／２５ｍｍ以上であることがより好ましく、１０Ｎ／２５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。粘着層４の粘着力が５Ｎ／２５ｍｍ以上であると、粘着層４と、発熱体および金属層３との接合強度が十分に高い絶縁放熱シート１０となる。

「粘着力の試験方法」
粘着層４の粘着力は、以下に示す方法により求める。
厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東レ株式会社製、「ルミラー（登録商標）Ｓ−１０」）を基材とし、基材上に粘着層４を形成して、試験用積層シートとする。次に、試験用積層シートを縦２５ｍｍ、横１００ｍｍの大きさに切り取り、短冊状シート片とする。次いで、ＳＵＳ３０４からなる試験板上に、粘着層を試験板に向けて短冊状シートを積層する。その後、短冊状シート上を、２ｋｇのゴムローラー（幅：約５０ｍｍ）を１往復させて試験板と短冊状シートとを接合する。

接合された試験板および短冊状シートを、２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で２４時間放置する。その後、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて、剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°方向の引張試験を行い、短冊状シートの試験板に対する粘着力（Ｎ／２５ｍｍ）を測定する。

粘着層４は、粘着剤に絶縁性の熱伝導性フィラーを含有させてもよい。熱伝導性フィラーとしては、絶縁性で熱伝導性を有するものであればよい。例えば、金属酸化物、金属窒化物および金属水和物などから選択される１種または２種以上の粒子が挙げられる。金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、二酸化チタンなどが挙げられる。金属窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素などが挙げられる。金属水和物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。

熱伝導性フィラーは、粉体であることが粘着層４へ均一に分散させる観点から好ましい。熱伝導性フィラーの粒子径は、累積質量５０％粒子径（Ｄ５０）が１〜５０μｍであることが好ましく、３〜３０μｍであることがより好ましい。熱伝導性フィラーの粒子径は、粘着層４の厚みに合せて適宜設定することが好ましい。累積質量５０％粒子径（Ｄ５０）が１〜５０μｍであると、粘着層４に含まれる熱伝導性フィラーと、発熱体および金属層３との接触面積が十分に得られ、発熱体の熱を、粘着層４を介して金属層３に効率よく伝導できる。

「累積質量５０％粒子径（Ｄ５０）」は、例えば、株式会社島津製作所製の商品名「ＳＡＬＤ−２００Ｖ ＥＲ」のレーザ回折式粒度分布測定装置を用いるレーザ回折式粒度分布測定により得られる。

「剥離シート」
剥離シート５としては、特に限定されない。例えば、剥離処理剤により表面が処理されたプラスチックフィルムが挙げられる。

剥離処理剤としては、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系などのものを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどが挙げられる。

「絶縁放熱シートの製造方法」
絶縁放熱シート１０の製造方法について特に制限はない。例えば、金属層３の片面に熱放射層２を形成し、その後、熱放射層２に絶縁層１をラミネートする。さらに金属層３のもう片面に粘着層４を貼り合せることで絶縁放熱シート１０を得ることが出来る。得られた絶縁放熱シート１０は、粘着層４の金属層３と貼り合せた面の反対側に、剥離シート５が積層されることで、絶縁放熱シート１０を発熱体に接合するまでの間、剥離シート５によって粘着層４を保護できる。絶縁放熱シート１０は、絶縁層１、熱放射層２、金属層３、および粘着層４がこの順で積層されていれば良く、必要に応じて各層の間に粘着剤層やラミネート層等の他の層を含んでもよい。

絶縁放熱シート１０は、熱放射率が０．８〜１であることが好ましく、より好ましくは０．９〜１である。熱放射率が０．８〜１であれば、十分な熱放射性が得られる。

絶縁放熱シート１０は絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上であることが好ましい。より好ましくは、２ｋＶ以上である。絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上であれば、弱電用途への使用に問題がなく使用が可能となる。

絶縁放熱シート１０は、発熱体に容易に接合でき、さらに、発熱体の熱を効率よく放熱できるものである。したがって、絶縁放熱シート１０は、発熱体で発生した熱を熱放散するためのヒートスプレッターとして好適に用いることができる。発熱体としては、例えば、半導体チップ、トランジスター、コンデンサ、キャパシターなどの電子部品、電池（バッテリー）などの電気部品が挙げられる。発熱体の他の例としては、さらに、電子回路基板、太陽電池パネル、証明器具、ディスプレイバックライト、プロジェクター、ＬＥＤライト、信号、携帯電話、スマートフォン、パソコン、タブレットＰＣ、サーバー、小型ゲーム機、太陽電池パネルメモリーモジュール、アンプ、各種の電池、及び、カメラモジュール等を挙げる事ができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。

（粘着層の作製）
アクリル系粘着剤（昭和電工株式会社製 ビニロール（登録商標） ＰＳＡ ＳＶ−６８０５ 固形分 ４７％ ）１００質量部、イソシアネート系架橋剤（東ソー株式会社製 コロネート（登録商標） ＨＸ 固形分１００％）１質量部、及び希釈用溶剤の酢酸エチル１００質量部を混合し粘着剤組成物を作製した。次いで、表面が離型処理されたＰＥＴフィルム（東洋紡社製Ｅ７００６、厚み７５μｍ）上にドクターブレードにより溶剤乾燥後所定の厚みとなるように塗工し溶剤を乾燥させ、次いで上記表面離型処理ＰＥＴフィルムを被せて粘着シートを得た。この粘着シートは、後述する金属層と接着させることで粘着層となる。

＜絶縁放熱シートの製造＞
（実施例Ａ−１）
絶縁層１として１２μｍＰＥＴフィルムに接着剤（昭和電工株式会社製 ＥＸ−２０２２）を１μｍ厚となるように塗工乾燥し、次いで熱放射層２と金属層３を有するカーボンコートアルミ金属シート（昭和電工製：カーボンコートアルミ箔 ＳＤＸ（商標））のカーボンコート層上に貼り合せ、絶縁層１、熱放射層２、金属層３が順に積層された積層シートを形成した。熱放射層２は、熱放射フィラーとしてカーボンブラック、バインダーとしてキトサン誘導体をピロメリット酸により架橋させたものである。熱放射層２の平均厚みは１μｍであり、金属層３は、平均厚み５０μｍのアルミ箔である。
次に、一方の表面離型処理ＰＥＴフィルムを除去した１０μｍ厚の粘着シートを、積層シートの金属層面に貼り合せることで絶縁放熱シートＡ−１を得た。
（実施例Ａ−２）
実施例Ａ−１の絶縁層１を５０μｍＰＥＴフィルムに、粘着層４の平均厚みを５０μｍに変更した以外は実施例Ａ−１の絶縁放熱シートと同様にして、実施例Ａ−２の絶縁放熱シートを得た。
（実施例Ａ−３）
実施例Ａ−１の絶縁層を１２μｍポリエチレンフィルムに変更した以外は、実施例Ａ−１の絶縁放熱シートと同様にして、実施例Ａ−３の絶縁放熱シートを得た。
（実施例Ａ−４）
＜ポリウレタンの合成＞
温度計、撹拌器、滴下ロート、乾燥管付き冷却管を備えた５Ｌ四つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート及び水酸基価が５６ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル基を末端に有するポリプロピレングリコールである商品名「Ｄ−２０００」（三井化学ファイン株式会社製、数平均分子量：２０００（カタログ値））を、前者が４７４．６ｇ、後者が３９９２．４ｇ（モル比で前者：後者＝１５：１４）で仕込んだ。その後、前記イソホロンジイソシアネート及びＤ−２０００に対し、ジオクチルスズジラウレート１００質量ｐｐｍを加え、７０℃まで昇温して４時間反応させ、イソシアナト基を末端に有するポリウレタンを得た。
その後、２−ヒドロキシエチルアクリレート３３．０ｇ（上記ポリウレタンの理論末端イソシアナト基量と当量（２モル相当分））を加えた後、７０℃で２時間反応させ、重量平均分子量が７０，０００のアクリロイル基を末端に有するポリウレタンを得た。このとき、ＩＲスペクトルにより、イソシアナト基由来の吸収ピークが消失したことを確認した後、反応を終了した。なお、上記アクリロイル基を末端に有するポリウレタンの重量平均分子量は、以下の条件でゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー：商品名「Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ−１０１」（昭和電工株式会社製、「Ｓｈｏｄｅｘ」は登録商標である）を用いて測定したポリスチレン換算の分子量である。
カラム：ＬＦ−８０４（昭和電工株式会社製）
カラムの温度：４０℃
試料：０．２質量％テトラヒドロフラン溶液
流量：１ｍｌ／ｍｉｎ
溶離液：テトラヒドロフラン
＜ポリウレタン樹脂組成物の製造＞
このようにして得られたポリウレタン１００質量部と、重合性単量体である２−エチルヘキシルアクリレート２５２質量部とイソステアリルアクリレート１９６質量部とアクリル酸１８質量部と２−ヒドロキシエチルアクリレート１０質量部とを、フラスコで混合し、ポリウレタン樹脂組成物を得た。
＜熱伝導性粘着剤組成物の製造＞
このようにして得られたポリウレタン樹脂組成物１００質量部に対して、熱伝導性フィラーである、Ｄ５０が１８μｍの水酸化アルミニウム（昭和電工社製、商品名 Ｈ−３１）３００質量部と、光重合開始剤である２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド（ＢＡＳＦ社製、商品名：ＬＵＣＩＲＩＮ ＴＰＯ）を０．８質量部とを、室温下でディスパーを用いて混合し、均一な熱伝導性粘着剤組成物を調製した。
＜熱伝導性フィラー含有粘着シートの製造＞
このようにして調製した熱伝導性粘着剤組成物を用いて、以下に示す方法により、熱伝導性フィラー含有粘着シートを形成した。
熱伝導性粘着剤組成物を、前記表面離型処理された厚み７５μｍのＰＥＴフィルム（２００ｍｍ×２００ｍｍ）に、アプリケーターを用いて膜厚（硬化後の平均厚み）が５０μｍ厚となるように塗布した。その後、粘着剤組成物からなる塗膜上に、同じ表面離型処理ＰＥＴフィルムを配置した。続いて、一方の剥離ＰＥＴフィルム上から、紫外線照射装置（日本電池株式会社製、ＵＶ照射装置４ｋｗ×１、出力：１６０Ｗ／ｃｍ、メタルハライドランプ）を用いて、照射距離１２ｃｍ、ランプ移動速度２０ｍ／ｍｉｎ、照射量約１０００ｍＪ／ｃｍ^２の条件で紫外線を照射して、熱伝導性粘着剤組成物を硬化させた。
以上の工程により、２枚の剥離ＰＥＴフィルム間に、厚み５０μｍ厚の熱伝導性粘着層が挟まれた熱伝導性粘着シートを得た。
次に、実施例１に記載の粘着シートを、熱伝導性粘着シートに変更した以外は、実施例Ａ−１の絶縁放熱シートと同様にして、実施例Ａ−４の絶縁放熱シートを得た。

（比較例Ｂ−１）
実施例Ａ−１の絶縁層１を除いた構成に変更した以外は、実施例Ａ−１の絶縁放熱シートと同様にして、比較例Ｂ−１の絶縁放熱シートを得た。
（比較例Ｂ−２）
実施例Ａ−１の粘着層４の平均厚みを３μｍに変更した以外は、実施例Ａ−１の絶縁放熱シートと同様にして、比較例Ｂ−２の絶縁放熱シートを得た。
（比較例Ｂ−３）
実施例Ａ−１の熱放射層２を除いた構成に変更した以外は、実施例Ａ−１の絶縁放熱シートと同様にして、実施例Ｂ−３の絶縁放熱シートを得た。

実施例Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、比較例Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３の絶縁放熱シートそれぞれについて、上記の方法を用いて、粘着力を求めた。また、実施例Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、比較例Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３の絶縁放熱シートそれぞれについて、下記の方法を用いて、放熱性を評価した。それらの結果を表１に示す。

（平均厚みの測定）
各実施例、比較例の絶縁放熱シートをカッターで切断した断面を電子マイクロメータ（株式会社セイコー・イーエム社製ミリトロン１２４０）により無作為に１０点観察し、絶縁層を除く各層の厚みを測定して、その算術平均値を求めた。絶縁層は所定の厚みの市販のフィルムを使用しているため測定していない。
（電気絶縁性の評価）
ＪＩＳ Ｃ２１１０−１に準拠した方法で、各実施例および各比較例で作製した絶縁放熱シートの絶縁破壊電圧を測定した。
具体的には、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍの正方形の絶縁放熱シートの剥離ＰＥＴフィルムを剥がしたものを測定サンプルとして用いた。
測定には菊水電子工業（株）製の耐電圧試験器（ＴＯＳ５１０１）を使用し、上部電極は直径２５ｍｍ、高さ２５ｍｍ、下部電極は直径７０ｍｍ、高さ１５ｍｍのものを使用した。
昇圧はＪＩＳ Ｃ２１１０−１の６０秒段階昇圧試験の条件に従って行い、サンプルが破壊された電圧を絶縁破壊電圧とした。
得られた結果について、以下のように評価した。
○：１ｋＶ以上
×：１ｋＶ未満

（放熱性の評価）
剥離ＰＥＴフィルムを剥がした縦６０ｍｍ、横６０ｍｍの正方形の絶縁放熱シートを、縦６０ｍｍ、横６０ｍｍの正方形のセラミックヒーター（坂口電熱社製 ＷＡＬＮ−１）の両面に、セラミックヒーターに粘着シートの粘着層を対向させて積層した。そして、セラミックヒーターを５Ｗで発熱させた時のヒーター温度（６０分後）を測定し、放熱性を評価した。評価は、室温２５℃、湿度５０％ＲＨの環境で行った。
なお、絶縁放熱シートを貼り付けない状態のセラミックヒーターを５Ｗで発熱させた時のヒーター温度は１５０℃であった。

実施例Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３は、電気絶縁性、放熱性、粘着力ともに良好な結果を示した。Ａ−４は粘着層にフィラーを含有しているため、粘着力が低下したが、粘着層が５０μｍと厚くても放熱性の低下は見られなかった。これに対し、絶縁層を有しない比較例Ｂ−１は良好な絶縁性能が得られず、粘着層の厚みが十分でない比較例Ｂ−２は粘着力が低下するとともに良好な電気絶縁性が得られなかった。熱放射層を有しない比較例Ｂ−３は放熱性が悪い結果となった。

１：絶縁層、２：熱放射層、３：金属層、４：粘着層、５：剥離シート、１０：絶縁放熱シート

Claims (11)

1. 絶縁層と、熱放射フィラーおよびバインダーを含有する熱放射層と、金属層と、粘着層とを順に有し、
   前記絶縁層および前記粘着層の平均厚みが各々５〜５０μｍである絶縁放熱シート。
2. 絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上である請求項１に記載の絶縁放熱シート。
3. 前記熱放射層の平均厚みが０．１〜５μｍである請求項１又は２のいずれかに記載の絶縁放熱シート。
4. 前記金属層の平均厚みが２０〜１００μｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載の絶縁放熱シート。
5. 前記熱放射フィラーが炭素質材料である請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶縁放熱シート。
6. 前記炭素質材料が、カーボンブラック、黒鉛および気相法炭素繊維から選ばれる１種または２種以上の材料である請求項５に記載の絶縁放熱シート。
7. 前記バインダーの少なくとも一種が、エポキシ樹脂または高分子多糖類が酸架橋剤によって架橋されたものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の絶縁放熱シート。
8. 前記熱放射層が、前記熱放射フィラー２０〜５０質量％およびバインダー５０〜８０質量％を含有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の絶縁放熱シート。
9. 前記粘着層の金属層と反対側の面に、剥離シートをさらに有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の絶縁放熱シート。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の絶縁放熱シートを含むヒートスプレッター。
11. 請求項１０に記載のヒートスプレッターを組みこんだ、電子機器。

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