JP6807355B2 - 熱伝導性シート及びその製造方法、熱伝導性シートの実装方法 - Google Patents

熱伝導性シート及びその製造方法、熱伝導性シートの実装方法 Download PDF

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Description

本技術は、電子部品等に貼り付け、その放熱性を向上させる熱伝導性シートに関する。
従来、パーソナルコンビュータ等の各種電気機器やその他の機器に搭載されている半導体素子においては、駆動により熱が発生し、発生した熱が蓄積されると半導体素子の駆動や周辺機器へ悪影響が生じることから、各種冷却手段が用いられている。半導体素子等の電子部品の冷却方法としては、当該機器にファンを取り付け、機器筐体内の空気を冷却する方式や、その冷却すべき半導体素子に放熱フィンや放熱板等のヒートシンクを取り付ける方法等が知られている。
半導体素子にヒートシシクを取り付けて冷却する場合、半導体素子の熱を効率よく放出させるために、半導体素子とヒートシンクとの聞に熱伝導性シートが設けられている。熱伝導性シートとしては、シリコーン樹脂に炭素繊維等の熱伝導性フィラー等の充填剤を分散含有させたものが広く用いられている（特許文献１参照）。これら熱伝導性フィラーは、熱伝導の異方性を有しており、例えは熱伝導性フィラーとして炭素繊維を用いた場合、繊維方向には約６００Ｗ／ｍ・Ｋ〜１２００Ｗ/ｍ・Ｋの熱伝導率を有し、窒化ホウ素を用いた場合には、面方向では約１１０Ｗ/ｍ・Ｋ、面方向に垂直な方向では約２Ｗ/ｍ・Ｋの熱伝導率を有し、異方性を有することが知られている。
特開２０１２−０２３３３５号公報 特開２０１５−０２９０７６号公報 特開２０１５−０２９０７５号公報
ここで、パーソナルコンビュータのＣＰＵなどの電子部品はその高速化、高性能化に伴って、その放熱量は年々増大する傾向にある。しかしながら、反対にプロセッサ等のチップサイズは微細シリコシ回路技術の進歩によって、従来と同等サイズかより小さいサイズとなり、単位面積あたりの熱流速は高くなっている。したがって、その温度上昇による不具合などを回避するために、ＣＰＵなどの電子部品をより効率的に放熱、冷却することが求められている。
熱伝導性シートの放熱特性を向上するためには、熱の伝わりにくさを示す指標である熱抵抗を下げることが求められる。熱抵抗を下げるためには、発熱体である電子部品や、ヒートシシク等の放熱部品に対する密着性の向上や、熱伝導性シートを薄くして熱抵抗を下げさせることが有効となる。
熱伝導成形体を薄くスライスし熱伝導性シートとした場合、スライスしたシート表面は凹凸があり、電子部品との密着性が乏しい。密着性が乏しいと実装工程において部品に対して密着しないことによって部品から落下する等の不具合が生じ、また、発熱体である電子部品やヒートシシク等の放熱体と密着性が悪いことにより空気を含んでしまい、熱抵抗を十分に下げることができないといった問題がある。
このような問題に対して、熱伝導成形体をスライスして作製した熱伝導性シートの表面をプレスしたり、長時間静置したりすることでバインダ樹脂の未硬化成分を表面に滲み出させて熱伝導性シートと電子部品の密着性を改善する技術も提案されている（特許文献２、３参照）。
一方で、シート表面にバインダ樹脂の未硬化成分が滲み出ると、粘着性が付与されるため、取り扱い性が悪くなるという問題もある。そのため、電子部品の実装時においてはタック性（粘着性）を有するが、実装前においてはタック性が低下する熱伝導性シートが好ましい。
また、熱伝導性シートは、電子部品と放熱部材との組み立て時の位置ズレを修正したり、一旦組み立てた後に何らかの事情で解体し、再度組み立てることを可能としたりするなどのリワーク性が求められる。すなわち、熱伝導性シートは、電子部品と放熱部材との間に挟持されることにより荷重が印加された後、当該荷重が除かれた後も、荷重の印加前と同様にタック性が発現して電子部品に実装可能であり、かつ荷重の印加前と同様のハンドリング性、密着性を保持していることが好ましい。
そこで、本技術は、電子部品との密着性、ハンドリング性、及びリワーク性に優れる熱伝導性シート、及びその製造方法、熱伝導性シートの実装方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本技術に係る熱伝導性シートは、少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含むバインダ樹脂が硬化されてなるシート本体を有し、上記バインダ樹脂に対する上記繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下であり、上記繊維状の熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出するとともに、上記バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されているものである。
また、本技術に係る熱伝導性シートの製造方法は、バインダ樹脂に繊維状の熱伝導性充填剤が含有された熱伝導性樹脂組成物を所定の形状に成型して硬化させ、熱伝導性成形体を形成する工程と、上記熱伝導性成形体をシート状にスライスし、熱伝導性シートを形成する工程とを有し、上記バインダ樹脂に対する上記繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下であり、上記繊維状の熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出するとともに、上記バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されているものである。
また、本技術に係る熱伝導性シートの実装方法は、電子部品上に載置し、放熱部材との間に挟持する熱伝導性シートの実装方法において、上記電子部品への載置する際に上記熱伝導性シートに荷重を印加させることによりタック性を発現させて電子部品へ貼付し、上記熱伝導性シートを貼りなおす際には、荷重を解放し、上記電子部品から剥離し、再度、上記電子部品上に貼付する工程を有し、上記熱伝導性シートは、少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含むバインダ樹脂が硬化されてなるシート本体を有し、上記バインダ樹脂に対する上記繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下であり、上記繊維状の熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出するとともに、上記バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されているものである。
本技術によれば、シート表面上に繊維状の熱伝導性充填剤が突出することにより、タック性が低減又は消失されている。また、実使用時において、シート本体に荷重が印加されると、タック性が発現する。したがって、熱伝導性シートは、実装前においてはタック性が低減又は消失されることで良好な取り扱い性、作業性を有するとともに、実装時にはタック性が発現することで、シート表面に凹凸が有する場合にも、電子部品や放熱部材との密着性が向上され、熱抵抗の低減が図られる。
また、熱伝導性シートは、印加荷重が解除されると、シート本体が９０％以上の厚さに回復される。このとき、タック性が低減又は消失する。したがって、熱伝導性シートは、再実装に供された場合にも、取り扱い性、密着性が最初と変わらず、リワーク性に優れる。
図１は、本技術が適用された熱伝導性シートを示す断面図である。 図２は、熱伝導性成形体をスライスする工程の一例を示す斜視図である。 図３は、剥離フィルムを貼付した熱伝導性シートをプレスする工程を示す断面図である。 図４は、半導体装置の一例を示す断面図である。
以下、本技術が適用された熱伝導性シート、及びその製造方法、熱伝導性シートの実装方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
本技術が適用された熱伝導性シートは、少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含むバインダ樹脂が硬化されてなるシート本体を有する。また、熱伝導性シートは、上記バインダ樹脂に対する上記繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下である。また、上記繊維状の熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出し、また、上記バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されている。
このような熱伝導性シートは、シート表面上に繊維状の熱伝導性充填剤が突出することにより、タック性が低減又は消失されている。また、実使用時において、予めプレスすることにより、あるいは電子部品と放熱部材との間に挟持される等によりシート本体に荷重が印加されると、シート表面上に突出していた繊維状の熱伝導性充填剤がシート本体内に埋没するとともに、シート本体内に担持されているバインダ樹脂の未硬化成分が滲み出し、これによりタック性が発現する。したがって、熱伝導性シートは、実装前においてはタック性が低減又は消失されることで良好な取り扱い性、作業性を有するとともに、実装時にはタック性が発現することで、シート表面に凹凸が有する場合にも、電子部品や放熱部材との密着性が向上され、熱抵抗の低減が図られる。
また、熱伝導性シートは、バインダ樹脂に対する繊維状熱伝導性充填剤の体積割合を、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下とすることにより、電子部品等への実装時において荷重を印加された後、位置ズレを修正する等の要因で、当該荷重が解除された場合にも、シート本体が９０％以上の厚さに回復される。このとき、シート本体内に埋没していた繊維状の熱伝導性充填剤も、再度シート表面上に突出し、タック性が低減又は消失する。したがって、熱伝導性シートは、再実装に供された場合にも、取り扱い性、密着性が最初と変わらず、リワーク性に優れる。
［熱伝導性シート］
図１に本技術が適用された熱伝導性シート１を示す。熱伝導性シート１は、少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含むバインダ樹脂が硬化されてなるシート本体２を有する。
シート本体２の表面２ａ上には、後述する繊維状の熱伝導性充填剤１０が突出されている。これにより、熱伝導性シート１は、タック性が低減、又は消失されている。ここで、タック性が低減、又は消失とは、人が触れたときに粘着性を感じない程度にまでタック性が落ちていることをいい、これにより熱伝導性シート１は、取り扱い性や作業性が向上されている。なお、熱伝導性シート１は、シート本体２より若干のバインダ樹脂の未硬化成分１１が滲み出し、表面に突出する熱伝導性充填剤１０を被覆しているが、後に詳述するように、熱伝導性充填剤１０が所定の長さ以上にシート表面より突出することで、タック性が低減又は消失されている。
（高分子マトリックス成分）
シート本体２を構成する高分子マトリックス成分は、熱伝導性シート１の基材となる高分子成分のことである。その種類については、特に限定されず、公知の高分子マトリックス成分を適宜選択することができる。例えば、高分子マトリックス成分の一つとして、熱硬化性ポリマーが挙げられる。
前記熱硬化性ポリマーとしては、例えば、架橋ゴム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、ポリイミドシリコーン、熱硬化型ポリフェニレンエーテル、熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。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、前記架橋ゴムとしては、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ポリイソブチレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。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。
また、これら熱硬化性ポリマーの中でも、成形加工性及び耐候性に優れるとともに、電子部品に対する密着性及び追従性の点から、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてシリコーン樹脂の種類を適宜選択することができる。
上述した成形加工性、耐候性、密着性等を得る観点からは、前記シリコーン樹脂として、液状シリコーンゲルの主剤と、硬化剤とから構成されるシリコーン樹脂であることが好ましい。そのようなシリコーン樹脂としては、例えば、付加反応型液状シリコーン樹脂、過酸化物を加硫に用いる熱加硫型ミラブルタイプのシリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、電子機器の放熱部材としては、電子部品の発熱面とヒートシンク面との密着性が要求されるため、付加反応型液状シリコーン樹脂が特に好ましい。
前記付加反応型液状シリコーン樹脂としては、ビニル基を有するポリオルガノシロキサンを主剤、Ｓｉ−Ｈ基を有するポリオルガノシロキサンを硬化剤とした、２液性の付加反応型シリコーン樹脂等を用いることが好ましい。
ここで、液状シリコーン成分は、主剤となるシリコーンＡ液成分と硬化剤が含まれるシリコーンＢ液成分を有し、シリコーンＡ液成分とシリコーンＢ液成分との配合割合としては、シリコーンＡ液成分量がシリコーンＢ液成分量以上に含まれていることが好ましい。これにより、熱伝導性シート１は、シート本体２に柔軟性を付与するとともに、プレス工程によってシート本体２の表面２ａ，２ｂにバインダ樹脂（高分子マトリックス成分）の未硬化成分を滲み出させ、タック性を発現させることができる。
また、本発明の熱伝導性シートにおける前記高分子マトリックス成分の含有量は、繊維状の熱伝導性充填剤との体積割合を、高分子マトリックス成分を１としたときに繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合を０．６以下に設定することで、後述するように印加荷重を除去した後の回復率を９０％以上とすることができ、リワーク性を備えることができる。
［繊維状熱伝導性充填剤］
熱伝導性シート１に含まれる繊維状の熱伝導性充填剤は、シートの熱伝導性を向上させるための成分である。熱伝導性充填剤の種類については、熱伝導性の高い繊維状の材料であれば特に限定はされないが、より高い熱伝導性を得られる点からは、炭素繊維を用いることが好ましい。
なお、熱伝導性充填剤については、一種単独でもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。また、二種以上の熱伝導性充填剤を用いる場合には、いずれも繊維状の熱伝導性充填剤であってもよいし、繊維状の熱伝導性充填剤と別の形状の熱伝導性充填剤とを混合して用いてもよい。
前記炭素繊維の種類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。例えば、ピッチ系、ＰＡＮ系、ＰＢＯ繊維を黒鉛化したもの、アーク放電法、レーザー蒸発法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）、ＣＣＶＤ法（触媒化学気相成長法）等で合成されたものを用いることができる。これらの中でも、高い熱伝導性が得られる点から、ＰＢＯ繊維を黒鉛化した炭素繊維、ピッチ系炭素繊維がより好ましい。
また、前記炭素繊維は、必要に応じて、その一部又は全部を表面処理して用いることができる。前記表面処理としては、例えば、酸化処理、窒化処理、ニトロ化、スルホン化、あるいはこれらの処理によって表面に導入された官能基若しくは炭素繊維の表面に、金属、金属化合物、有機化合物等を付着あるいは結合させる処理等が挙げられる。前記官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基等が挙げられる。
さらに、前記炭素繊維の平均繊維長（平均長軸長さ）についても、特に制限はなく適宜選択することができるが、確実に高い熱伝導性を得る点から、５０μｍ〜３００μｍの範囲であることが好ましく、７５μｍ〜２７５μｍの範囲であることがより好ましく、９０μｍ〜２５０μｍの範囲であることが特に好ましい。
さらにまた、前記炭素繊維の平均繊維径（平均短軸長さ）についても、特に制限はなく適宜選択することができるが、確実に高い熱伝導性を得る点から、４μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましく、５μｍ〜１４μｍの範囲であることがより好ましい。
前記炭素繊維のアスペクト比（平均長軸長さ／平均短軸長さ）については、確実に高い熱伝導性を得る点から、８以上であることが好ましく、９〜３０であることがより好ましい。前記アスペクト比が８未満であると、炭素繊維の繊維長（長軸長さ）が短いため、熱伝導率が低下してしまうおそれがあり、一方、３０を超えると、熱伝導性シート中での分散性が低下するため、十分な熱伝導率を得られないおそれがある。
ここで、前記炭素繊維の平均長軸長さ、及び平均短軸長さは、例えばマイクロスコープ、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等によって測定し、複数のサンプルから平均を算出することができる。
また、熱伝導性シート１における前記繊維状の熱伝導性充填剤の含有量としては、前記高分子マトリックス成分に対する体積割合を０．６以下とする限り、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、４体積％〜４０体積％であることが好ましく、５体積％〜３５体積％であることがより好ましい。前記含有量が、４体積％未満であると、十分に低い熱抵抗を得ることが困難になるおそれがあり、４０体積％を超えると、熱伝導性シート１の成型性及び前記繊維状の熱伝導性充填剤の配向性に影響を与えてしまうおそれがある。また、熱伝導性シート１における繊維状の熱伝導性充填剤を含む熱伝導性充填剤の含有量は、１５体積％〜７５体積％であることが好ましい。
［シート表面突出／シリコーン被覆］
繊維状熱伝導性充填剤は、シート本体２の表面から突出し、また、バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されている。繊維状熱伝導性充填剤のシート本体２の表面からの突出長さは５０μｍより長いことが好ましい。これにより、熱伝導性シート１の実装前においては、タック性が低減又は消失されて、作業性、取り扱い性を向上することができる。
熱伝導性シート１は、繊維状熱伝導性充填剤が未硬化成分で被覆されていることから、電子部品等に搭載した際に接触熱抵抗を下げることができる。また、熱伝導性シート１は、シート本体２の表面２ａにはバインダ樹脂の未硬化成分が存在するが、繊維状熱伝導性充填剤が突出することにより、作業の際の指の感覚ではタックを感じないが、電子部品等に搭載した際に、付着して位置合わせ等の作業が可能とされている。
なお、繊維状熱伝導性充填剤のシート本体２の表面からの突出長さは、シート本体２の表面から突出する繊維状熱伝導性充填剤の基部から先端までの長さをいう。また、熱伝導性シート１は、全ての繊維状熱伝導性充填剤がシート本体２の表面から５０μｍより長く突出することでタック性の低減又は消失できるが、シート本体２の表面２ａに突出している繊維状熱伝導性充填剤の量に応じて後述するシート状にスライスする工程により適宜長さを調整してもよい。
［無機物フィラー］
熱伝導性シート１は、熱伝導性充填剤として、無機物フィラーをさらに含有させてもよい。無機物フィラーを含有させることにより、熱伝導性シート１の熱伝導性をより高め、シートの強度を向上できる。前記無機物フィラーとしては、形状、材質、平均粒径等については特に制限がされず、目的に応じて適宜選択することができる。前記形状としては、例えば、球状、楕円球状、塊状、粒状、扁平状、針状等が挙げられる。これらの中でも、球状、楕円形状が充填性の点から好ましく、球状が特に好ましい。
前記無機物フィラーの材料としては、例えば、窒化アルミニウム（窒化アルミ：ＡｌＮ）、シリカ、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化亜鉛、炭化ケイ素、ケイ素（シリコン）、酸化珪素、金属粒子等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカが好ましく、熱伝導率の点から、アルミナ、窒化アルミニウムが特に好ましい。
また、前記無機物フィラーは、表面処理が施されたものを用いることができる。前記表面処理としてカップリング剤で前記無機物フィラーを処理すると、前記無機物フィラーの分散性が向上し、熱伝導性シートの柔軟性が向上する。
前記無機物フィラーの平均粒径については、無機物の種類等に応じて適宜選択することができる。前記無機物フィラーがアルミナの場合、その平均粒径は、１μｍ〜１０μｍであることが好ましく、１μｍ〜５μｍであることがより好ましく、４μｍ〜５μｍであることが特に好ましい。前記平均粒径が１μｍ未満であると、粘度が大きくなり、混合しにくくなるおそれがある。一方、前記平均粒径が１０μｍを超えると、熱伝導性シート１の熱抵抗が大きくなるおそれがある。
さらに、前記無機物フィラーが窒化アルミニウムの場合、その平均粒径は、０．３μｍ〜６．０μｍであることが好ましく、０．３μｍ〜２．０μｍであることがより好ましく、０．５μｍ〜１．５μｍであることが特に好ましい。前記平均粒径が、０．３μｍ未満であると、粘度が大きくなり、混合しにくくなるおそれがあり、６．０μｍを超えると、熱伝導性シート１の熱抵抗が大きくなるおそれがある。
なお、前記無機物フィラーの平均粒径は、例えば、粒度分布計、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定することができる。
［その他の成分］
熱伝導性シート１は、上述した、高分子マトリックス成分及び繊維状熱伝導性充填剤、適宜含有される無機物フィラーに加えて、目的に応じてその他の成分を適宜含むこともできる。その他の成分としては、例えば、磁性金属粉、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、着色剤等が挙げられる。また、磁性金属粉の含有量を調整することにより、熱伝導性シート１に電磁波吸収性能を付与してもよい。
［熱伝導性シートの製造方法］
次いで、熱伝導性シート１の製造工程について説明する。本技術が適用された熱伝導性シート１の製造工程は、バインダ樹脂に繊維状の熱伝導性充填剤が含有された熱伝導性樹脂組成物を所定の形状に成型して硬化させ、熱伝導性成形体を形成する工程（工程Ａ）と、上記熱伝導性成形体をシート状にスライスし、熱伝導性シートを形成する工程（工程Ｂ）と、必要に応じて、熱伝導性シートをプレスすることにより、上記バインダ樹脂の未硬化成分を滲み出させる工程（工程Ｃ）とを有する。
［工程Ａ］
この工程Ａでは、上述した高分子マトリックス成分及び繊維状熱伝導性充填剤、適宜含有される無機物フィラー、その他の成分を配合し、熱伝導性樹脂組成物を調製する。上述したように、本技術が適用された熱伝導性シートの製造方法では、バインダ樹脂に対する繊維状熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下となるように調整する。なお、各成分を配合、調製する手順については特に限定はされず、例えば、高分子マトリックス成分に、繊維状熱伝導性充填剤、適宜、無機物フィラー、磁性金属粉、その他成分を添加し、混合することにより、熱伝導性樹脂組成物の調製が行われる。
次いで、炭素繊維等の繊維状の熱伝導性充填剤を一方向に配向させる。この充填剤の配向方法は、一方向に配向させることができる手段であれば特に限定はされない。例えば、中空状の型内に前記熱伝導性樹脂組成物を高剪断力下で押し出すこと又は圧入することによって、比較的容易に繊維状の熱伝導性充填剤を一方向に配向させることができ、前記繊維状の熱伝導性充填剤の配向は同一（±１０°以内）となる。
上述した、中空状の型内に前記熱伝導性樹脂組成物を高剪断力下で押し出すこと又は圧入する方法として、具体的には、押出し成型法又は金型成型法が挙げられる。前記押出し成型法において、前記熱伝導性樹脂組成物をダイより押し出す際、あるいは前記金型成型法において、前記熱伝導性樹脂組成物を金型へ圧入する際、前記熱伝導性樹脂組成物が流動し、その流動方向に沿って繊維状熱伝導性充填剤が配向する。この際、ダイの先端にスリットを取り付けると繊維状熱伝導性充填剤がより配向されやすくなる。
中空状の型内に押出し又は圧入された前記熱伝導性樹脂組成物は、当該型の形状、大きさに応じたブロック形状に成型され、繊維状の熱伝導性充填剤の配向状態を維持したまま前記高分子マトリックス成分を硬化させることによって硬化されることにより、熱伝導性成形体が形成される。熱伝導性成形体とは、所定のサイズに切断して得られる熱伝導性シート１の元となるシート切り出し用の母材（成形体）のことをいう。
中空状の型及び熱伝導性成形体の大きさ及び形状は、求められる熱伝導性シート１の大きさ、形状に応じて決めることができ、例えば、断面の縦の大きさが０．５ｃｍ〜１５ｃｍで横の大きさが０．５ｃｍ〜１５ｃｍの直方体が挙げられる。直方体の長さは必要に応じて決定すればよい。
前記高分子マトリックス成分を硬化させる方法や条件については、高分子マトリックス成分の種類に応じて変えることができる。例えば、前記高分子マトリックス成分が熱硬化樹脂の場合、熱硬化における硬化温度を調整することができる。さらに、該熱硬化性樹脂が、液状シリコーンゲルの主剤と、硬化剤とを含有するものである場合、８０℃〜１２０℃の硬化温度で硬化を行うことが好ましい。また、熱硬化における硬化時間としては、特に制限はないが、１時間〜１０時間とすることができる。
ここで、工程Ａでは、高分子マトリックス成分の全量が硬化しているわけではなく、未硬化成分が担持されている。この未硬化成分は、熱伝導性シートをプレスすることによりシート表面に滲み出て、シート表面にタック性を付与することができる。
［工程Ｂ］
図２に示すように、熱伝導性成形体６をシート状にスライスし、熱伝導性シート１を形成する工程Ｂでは、配向した繊維状の熱伝導性充填剤の長軸方向に対して、０°〜９０°の角度となるように、熱伝導性成形体６をシート状に切断する。これにより、熱伝導性充填剤１０は、シート本体の厚み方向に配向される。
また、熱伝導性成形体６の切断については、スライス装置を用いて行われる。スライス装置については、前記熱伝導性成形体６を切断できる手段であれば特に限定はされず、公知のスライス装置を適宜用いることができる。例えば、超音波カッター、かんな（鉋）等を用いることができる。
熱伝導性成形体６のスライス厚みは、熱伝導性シート１のシート本体２の厚みとなり、熱伝導性シート１の用途に応じて適宜設定することができ、例えば０．５〜３．０ｍｍである。
なお、工程Ｂでは、熱伝導性成形体６から切り出された熱伝導性シート１に切れ込みを入れることにより、複数の熱伝導性シート１に小片化してもよい。
以上の工程を経て製造された熱伝導性シート１は、スライス面であるシート本体２の表面に繊維状の熱伝導性充填剤が突出され、タック性が低減、又は消失されている。これにより熱伝導性シート１は、取り扱い性や作業性が向上されている。
［工程Ｃ］
熱伝導性シート１の製造工程では、必要に応じて、熱伝導性シート１をプレスすることにより、バインダ樹脂の未硬化成分を滲み出させる工程Ｃを有してもよい。これにより、熱伝導性シート１は、シート本体２から滲み出たバインダ樹脂の未硬化成分で両面を全面にわたって被覆し、タック性を発現させることができる。
前記プレスについては、例えば、平盤と表面が平坦なプレスヘッドとからなる一対のプレス装置を使用して行うことができる。また、ピンチロールを使用してプレスを行ってもよい。
前記プレスの際の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、低すぎるとプレスをしない場合と熱抵抗が変わらない傾向があり、高すぎるとシートが延伸する傾向があるため、０．１ＭＰａ〜１００ＭＰａの圧力範囲とすることが好ましく、０．５ＭＰａ〜９５ＭＰａの圧力範囲とすることがより好ましい。
ここで、上述したように、熱伝導性成形体は、高分子マトリックス成分の全量が硬化しているわけではなく、成形体シートは、シート本体にバインダ樹脂（高分子マトリックス成分）の未硬化成分が担持されており、プレス工程によって該未硬化成分の一部を効率よくシート表面に滲み出させる。これにより、熱伝導性シート１は、シート表面にタック性を有する。
その他、プレス工程を経ることにより、熱伝導性シート１は表面２ａにバインダ樹脂の未硬化成分が担持されており、これによっても熱伝導性シート１の密着性を増し、軽荷重時の界面接触抵抗を軽減することができる。
このように、本技術によれば、薄く切り出され、バインダ樹脂の未硬化成分を多く含まないシート本体からもシート表面の全面にわたって未硬化成分を滲み出させて被覆することができる。また、バインダ樹脂の硬化が進み、比較的硬く形状維持性に優れる反面、バインダ樹脂の未硬化成分を多く含まないシート本体からも、シート表面の全面にわたって未硬化成分を滲み出させて被覆することができる。
したがって、本技術によって製造された熱伝導性シートによれば、シート表面の凹凸にかかわらず、電子部品や放熱部材との密着性を向上させ、熱抵抗を小さくできる。また、本技術によって製造された熱伝導性シートによれば、電子部品や放熱部材と密着させるための粘着剤をシート表面に塗布する必要が無く、シートの熱抵抗があがらない。さらに、バインダ樹脂に熱伝導性フィラーを含有させた熱伝導性シートでは、低荷重領域からの熱抵抗を小さくできるだけでなく、タック力（粘着力）が優れており、実装性、熱特性も向上させることができる。
［剥離フィルム］
なお、上述した工程Ｃにおいては、図３に示すように、熱伝導性シート１の少なくとも一方の面、好ましくは両面に、プラスチックフィルム１１を貼付した状態でプレスすることが好ましい。プラスチックフィルムとしては、例えばＰＥＴフィルムが用いられる。また、プラスチックフィルムは、成形体シートの表面への貼付面に剥離処理を施してもよい。
熱伝導性シート１のシート本体２の表面にプラスチックフィルム１１を貼付することにより、プレス工程においてシート表面に滲み出された未硬化成分は、プラスチックフィルム１１との間で働く張力によってシート表面に保持され、シート表面を全面にわたって覆う樹脂被覆層を形成することができる。
なお、熱伝導性シート１は、実使用時にプラスチックフィルムが剥離されることにより、粘着性を有するシート表面が露出され、電子部品等への実装に供される。
［使用形態例］
実使用時においては、熱伝導性シート１は、適宜プラスチックフィルム１１が剥離され、例えば、半導体装置等の電子部品や、各種電子機器の内部に実装される。このとき、熱伝導性シート１は、シート本体２の表面にはタック性が低減又は消失され、あるいはプラスチックフィルム１１が貼付されているため、取り扱い性に優れるとともに、電子部品等に押し当てて荷重が印加されるとタックが発現し、作業性にも優れる。
熱伝導性シート１は、例えば、図４に示すように、各種電子機器に内蔵される半導体装置５０に実装され、熱源と放熱部材との間に挟持される。図４に示す半導体装置５０は、電子部品５１と、ヒートスプレッダ５２と、熱伝導性シート１とを少なくとも有し、熱伝導性シート１がヒートスプレッダ５２と電子部品５１との間に挟持される。熱伝導性シート１を用いることによって、半導体装置５０は、高い放熱性を有し、またバインダ樹脂中の磁性金属粉の含有量に応じて電磁波抑制効果にも優れる。
電子部品５１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、ＭＰＵ、グラフィック演算素子、イメージセンサ等の各種半導体素子、アンテナ素子、バッテリーなどが挙げられる。ヒートスプレッダ５２は、電子部品５１の発する熱を放熱する部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。熱伝導性シート１は、ヒートスプレッダ５２と電子部品５１との間に挟持される。また熱伝導性シート１は、ヒートスプレッダ５２とヒートシンク５３との間に挟持されることにより、ヒートスプレッダ５２とともに、電子部品５１の熱を放熱する放熱部材を構成する。
熱伝導性シート１の実装場所は、ヒートスプレッダ５２と電子部品５１との間や、ヒートスプレッダ５２とヒートシンク５３との間に限らず、電子機器や半導体装置の構成に応じて、適宜選択できることは勿論である。また、放熱部材としては、ヒートスプレッダ５２やヒートシンク５３以外にも、熱源から発生する熱を伝導して外部に放散させるものであればよく、例えば、放熱器、冷却器、ダイパッド、プリント基板、冷却ファン、ペルチェ素子、ヒートパイプ、金属カバー、筐体等が挙げられる。
［作業性、リワーク性］
また、熱伝導性シート１は、位置ズレを修正したり、一旦組み立てた後に何らかの事情で解体し、再度組み立てる等の要因で一端電子部品等から剥離して、再度貼り直しを行うリワーク作業を行うことができる。このとき、熱伝導性シート１は、電子部品等への載置する際に荷重が印加されることによりタック性を発現させて電子部品へ貼付され、次いで、熱伝導性シートを貼りなおす際には、荷重を解放し、電子部品等から剥離され、再度、電子部品上等に貼付される。
ここで、本技術が適用された熱伝導性シート１は、上述したように、バインダ樹脂に対する繊維状熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下とされている。また、繊維状熱伝導性充填剤は、シート本体２の表面から突出し、また、バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されている。
このような熱伝導性シート１は、バインダ樹脂に対する繊維状熱伝導性充填剤の体積割合を、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下とすることにより、電子部品等への実装時において荷重を印加された後、当該荷重が解除された場合にも、シート本体２が９０％以上の厚さに回復される。
また、バインダ樹脂に対する繊維状熱伝導性充填剤の体積割合が０．６以下と少ない熱伝導性シート１は、適度な柔軟性を有し、熱伝導性成形体をシート状にスライスしたときのスライス面における表面粗さが低く、例えば最大高さＲｚ値も前記体積割合が０．６よりも大きい熱伝導性シートよりも低い。また、荷重を印加された後においてはさらにＲｚ値は下がり、荷重印加前後におけるＲｚ値の差も、前記体積割合が０．６よりも大きい熱伝導性シートよりも大きい。
このような印加荷重の解放後のＲｚ値の低さと、上述した印加荷重の解放後において厚さが９０％以上の回復率を備える熱伝導性シート１は、印加荷重の解放後における繊維状熱伝導性充填剤のシート表面からの突出長さが、当初と同様になる。
すなわち、熱伝導性シート１は、いったん電子部品等から剥離され、再度、シート表面上に繊維状熱伝導性充填剤が突出することにより、タック性が低減又は消失される。そして、再貼付時において、予めプレスすることにより、あるいは電子部品と放熱部材との間に挟持される等によりシート本体２に荷重が印加されると、シート表面２上に突出していた繊維状の熱伝導性充填剤がシート本体２内に埋没するとともに、シート本体２内に担持されているバインダ樹脂の未硬化成分が滲み出し、これにより再度タック性が発現する。
したがって、熱伝導性シートは、リワーク作業時においても、実装前においてはタック性が低減又は消失されることで良好な取り扱い性、作業性を有するとともに、実装時にはタック性が発現することで、シート表面２に凹凸が有する場合にも、電子部品や放熱部材との密着性が向上され、熱抵抗の低減を図ることができる。
なお、このような熱伝導性シート１は、リワーク作業時のみならず、１回目の実装作業前に予めプレス工程を設けた場合にも、同様の効果を奏し、良好な作業性を有する。
次いで、本技術の実施例について説明する。本実施例では、繊維状熱伝導性充填剤としての炭素繊維と、アルミナとを含有するシリコーン組成物（熱伝導性樹脂組成物）を調整し、シリコーン硬化物（熱伝導性成形体）を成形、シート状にスライスすることにより熱伝導性シートを得た。得られた熱伝導性シートをプレスし、プレス前後のシート厚み、プレス前後のサンプルをＡＳＴＭ−Ｄ５４７０に準拠した方法により０．８ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を掛けた熱抵抗、プレス前後のデュロメータ硬度規格ＡＳＴＭ−Ｄ２２４０におけるタイプＯＯ硬度、プレス前後の熱伝導性シート表面からの炭素繊維の距離、プレス前後の熱伝導性シートの表面粗さ（Ｒｚ値）を評価した。なお、プレス前後の熱伝導性シート表面からの炭素繊維の距離は、倍率１０００倍の実態顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＨＸ−５０００）で、３Ｄ（深さ方向）として測定した。
［実施例１］
実施例１では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍと５μｍの混合アルミナ粒子４６．２体積％、平均繊維長２００μｍのピッチ系炭素繊維１４体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２液性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５３：４７となるように配合した。実施例１におけるバインダ樹脂の合計量は３９．８体積％、炭素繊維の配合量は１４体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．３５である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが１．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［実施例２］
実施例２では、実施例１で作成したシリコーン硬化物を、厚みが２．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。実施例２におけるバインダ樹脂の合計量は３９．８体積％、炭素繊維の配合量は１４体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．３５である。
［実施例３］
実施例３では、実施例１で作成したシリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。実施例３におけるバインダ樹脂の合計量は３９．８体積％、炭素繊維の配合量は１４体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．３５である。
［実施例４］
実施例４では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍと５μｍの混合アルミナ粒子４６．２体積％、平均繊維長２００μｍのピッチ系炭素繊維１４体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２夜性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５８：４２となるように配合した。実施例４におけるバインダ樹脂の合計量は３９．８体積％、炭素繊維の配合量は１４体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．３５である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［実施例５］
実施例５では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍと５μｍの混合アルミナ粒子４６．２体積％、平均繊維長２００μｍのピッチ系炭素繊維１４体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２夜性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５０：５０となるように配合した。実施例５におけるバインダ樹脂の合計量は３９．８体積％、炭素繊維の配合量は１４体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．３５である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［実施例６］
実施例６では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍと５μｍの混合アルミナ粒子３６体積％、平均繊維長２００μｍのピッチ系炭素繊維１４体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２夜性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５３：４７となるように配合した。実施例６におけるバインダ樹脂の合計量は５０体積％、炭素繊維の配合量は１４体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．２８である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［実施例７］
実施例７では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍと５μｍの混合アルミナ粒子４９体積％、平均繊維長２００μｍのピッチ系炭素繊維１４体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２夜性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５３：４７となるように配合した。実施例７におけるバインダ樹脂の合計量は３７体積％、炭素繊維の配合量は１４体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．３８である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［実施例８］
実施例８では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍと５μｍの混合アルミナ粒子３７．２体積％、平均繊維長２００μｍのピッチ系炭素繊維２３体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２夜性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５３：４７となるように配合した。実施例８におけるバインダ樹脂の合計量は３９．８体積％、炭素繊維の配合量は２３体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．５８である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［実施例９］
実施例９では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍと５μｍの混合アルミナ粒４８．２体積％、平均繊維長２００μｍのピッチ系炭素繊維１２体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２夜性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５３：４７となるように配合した。実施例９におけるバインダ樹脂の合計量は３９．８体積％、炭素繊維の配合量は１２体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．３０である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［比較例１］
比較例１では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径４μｍの混合アルミナ粒４２．５体積％、平均繊維長１５０μｍのピッチ系炭素繊維２３体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２夜性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５３：４７となるように配合した。比較例１におけるバインダ樹脂の合計量は３４．１体積％、炭素繊維の配合量は２３体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．６７である。
得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中に押出成形し、５０ｍｍ□のシリコーン成型体を成型した。シリコーン成型体をオーブンにて１００℃で６時間加熱してシリコーン硬化物とした。シリコーン硬化物を、厚みが１．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。
［比較例２］
比較例２では、比較例１で作成したシリコーン硬化物を、厚みが２．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。比較例２におけるバインダ樹脂の合計量は３４．１体積％、炭素繊維の配合量は２３体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．６７である。
［比較例３］
比較例３では、比較例１で作成したシリコーン硬化物を、厚みが３．０ｍｍとなるようにスライサーで切断し、熱導電性シートを得た。次に、この熱伝導性シートを剥離処理されたＰＥＴフィルムで挟み、熱伝導性シートを８７℃、０．５ＭＰａ、３分の条件でプレスした。比較例３におけるバインダ樹脂の合計量は３４．１体積％、炭素繊維の配合量は２３体積％であり、バインダ樹脂に対する炭素繊維の体積割合は、０．６７である。
［比較例４］
比較例４では、表１に示すように、２液性の付加反応型液状シリコーンに、シランカップリング剤でカップリング処理した平均粒径１μｍの窒化アルミニウム粒子７０．６体積％、平均粒径５μｍの水酸化アルミニウム粒子５．２体積％、平均粒径４μｍのアルミナ粒子３．３体積％を混合し、シリコーン組成物を調製した。２液性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、シリコーンＡ剤とＢ剤との配合比が、５８：４２となるように配合した。
得られたシリコーン組成物を、剥離処理されたＰＥＴに挟み１ｍｍ厚となるようパーコーターで塗布し、オープンにて１００℃で６時間加熱して熱伝導性シートを得た。
［比較例５］
比較例５では、表１に示すように、得られたシリコーン組成物を、剥離処理されたＰＥＴに挟み２ｍｍ厚となるようパーコーターで塗布した他は、比較例４と同じ条件とした。
［比較例６］
比較例６では、表１に示すように、得られたシリコーン組成物を、剥離処理されたＰＥＴに挟み３ｍｍ厚となるようパーコーターで塗布した他は、比較例４と同じ条件とした。
Figure 0006807355
Figure 0006807355
表１に示すように、実施例１−９に係る熱伝導性シートは、バインダ樹脂に対する繊維状熱伝導性充填剤の体積割合が０．６以下と少ないため、デュロメータ硬度規格ＡＳＴＭ−Ｄ２２４０におけるタイプＯＯの値が１５〜４０であり、比較例１−３に比して低い。また、プレス後においてＲｚ値は改善され、かつシート厚さの回復率が９０％以上となった。このため、実施例１−９に係る熱伝導性シートでは、プレス前後における炭素繊維のシート表面からの突出長さが６０μｍと、プレス前後で変わらない。なお、実施例１−９に係る熱伝導性シートは、いずれもプレスの前後において、０．３ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を印加した際における熱抵抗は、１．９℃ｃｍ２／Ｗ以下であった。
これら実施例１−９に係る熱伝導性シートそのものにはタック性はなかったが、ガラス板に指で押し付けたところタックが発現し、ガラスに密着することが確認できた。したがって、実施例１−９によれば、実装前においてはシート表面のタック性が低減又は消失され、取り扱い性、作業性に優れ、プレスすることによりタック性を発現させ、電子部品等に対する密着性に優れ熱抵抗の低減を図るとともに、リワーク性を備えることができる熱伝導性シートを得ることが分かった。
一方、比較例１−３に係る熱伝導性シートは、バインダ樹脂に対する繊維状熱伝導性充填剤の体積割合が０．６よりも大きく、デュロメータ硬度規格ＡＳＴＭ−Ｄ２２４０におけるタイプＯＯの値も５５と高い。また、プレス後においてＲｚ値は比較的改善されたものの、シート厚さの回復率が９０％に満たず、炭素繊維のシート表面からの突出長さが１０μｍと短い。そのため、タックが残存し、リワーク性に劣るものであった。
１ 熱伝導性シート、２ シート本体、１０ 繊維状の熱伝導性充填剤

Claims (10)

  1. 少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含むバインダ樹脂が硬化されてなるシート本体を有し、
    上記バインダ樹脂に対する上記繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下であり、
    上記繊維状の熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出するとともに、上記バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されている
    熱伝導性シート。
  2. 上記熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出長さが５０μｍよりも長い請求項１に記載の熱伝導性シート。
  3. 上記熱伝導性充填剤は、上記シート本体の厚み方向に配向されている請求項１に記載の熱伝導性シート。
  4. デュロメータ硬度規格ＡＳＴＭ−Ｄ２２４０におけるタイプＯＯが１５〜４０である請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱伝導性シート。
  5. 上記シート本体を０．８ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重で圧縮し、当該荷重を解放した後に、上記シート本体の厚みが圧縮前の９０％以上に回復する請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱伝導性シート。
  6. 上記シート本体に荷重を印加して圧縮し、当該荷重を解放した後に、上記シート本体の荷重の印加前後における表面粗さＲｚの差が８以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱伝導性シート。
  7. ０．３ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を印加した際における熱抵抗が１．９℃ｃｍ２／Ｗ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱伝導性シート。
  8. バインダ樹脂に繊維状の熱伝導性充填剤が含有された熱伝導性樹脂組成物を所定の形状に成型して硬化させ、熱伝導性成形体を形成する工程と、
    上記熱伝導性成形体をシート状にスライスし、熱伝導性シートを形成する工程とを有し、
    上記バインダ樹脂に対する上記繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下であり、
    上記繊維状の熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出するとともに、上記バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されている
    熱伝導性シートの製造方法。
  9. 上記熱伝導性シートをプレスすることにより、上記バインダ樹脂の未硬化成分を滲み出
    させる請求項８に記載の熱伝導性シートの製造方法。
  10. 電子部品上に載置し、放熱部材との間に挟持する熱伝導性シートの実装方法において、
    上記電子部品への載置する際に上記熱伝導性シートに荷重を印加させることによりタック性を発現させて電子部品へ貼付し、
    上記熱伝導性シートを貼りなおす際には、荷重を解放し、上記電子部品から剥離し、再度、上記電子部品上に貼付する工程を有し、
    上記熱伝導性シートは、
    少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含むバインダ樹脂が硬化されてなるシート本体を有し、
    上記バインダ樹脂に対する上記繊維状の熱伝導性充填剤の体積割合が、バインダ樹脂を１としたときに０．６以下であり、
    上記繊維状の熱伝導性充填剤は、上記シート本体の表面から突出するとともに、上記バインダ樹脂の未硬化成分で被覆されている
    熱伝導性シートの実装方法。
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