JP7096723B2 - Method for manufacturing a heat conductive sheet - Google Patents
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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の製造方法に関する。 This technique relates to a method for manufacturing a heat conductive sheet which is attached to an electronic component or the like to improve its heat dissipation.
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。 Conventionally, in semiconductor elements mounted on various electric devices such as personal computers and other devices, heat is generated by driving, and when the generated heat is accumulated, the driving of semiconductor elements and peripheral devices are adversely affected. Therefore, various cooling means are used. As a method for cooling electronic components such as semiconductor elements, there are a method of attaching a fan to the device to cool the air inside the device housing, a method of attaching a heat sink such as a heat sink or a heat sink to the semiconductor element to be cooled, and the like. Are known.
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。 When a heat shishiku is attached to a semiconductor element to cool it, a heat conductive sheet is provided between the semiconductor element and the heat sink in order to efficiently release the heat of the semiconductor element. As the heat conductive sheet, a sheet in which a filler such as a heat conductive filler such as carbon fiber is dispersed and contained in a silicone resin is widely used (see Patent Document 1). These thermally conductive fillers have anisotropy of thermal conductivity, and for example, when carbon fiber is used as the thermally conductive filler, it is about 600 W / m · K to 1200 W / m · K in the fiber direction. It has a thermal conductivity, and when boron nitride is used, it has a thermal conductivity of about 110 W / m · K in the plane direction and about 2 W / m · K in the direction perpendicular to the plane direction, and is anisotropy. Is known to have.
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。 Here, the amount of heat radiation of electronic components such as the CPU of a personal computer tends to increase year by year as the speed and performance of electronic components increase. However, on the contrary, the chip size of the processor or the like has become the same size as or smaller than the conventional size due to the progress of the fine silicon circuit technology, and the heat flow velocity per unit area is high. Therefore, in order to avoid problems due to the temperature rise, it is required to more efficiently dissipate and cool electronic components such as CPUs.
熱伝導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体に対する密着性の向上や、熱伝導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。 In order to improve the heat dissipation characteristics of the heat conductive sheet, it is required to reduce the thermal resistance, which is an index indicating the difficulty of heat transfer. In order to reduce the thermal resistance, it is effective to improve the adhesion to electronic parts that are heating elements and heat radiators such as heat shishiku, and to reduce the thermal resistance by thinning the heat conductive sheet.
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、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。 When the heat conductive molded body is sliced thinly into a heat conductive sheet, the surface of the sliced sheet has irregularities and poor adhesion. Poor adhesion causes problems such as falling from the component due to non-adhesion to the component in the mounting process, and also contains air due to poor adhesion to the heating element such as electronic components and heat radiators. Therefore, there is a problem that the thermal resistance cannot be sufficiently lowered.
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)。
To solve this problem, the surface of the heat conductive sheet made by slicing the heat conductive molded body is pressed or left to stand for a long time to exude the uncured component of the binder resin to the surface. A technique for improving the adhesion between the heat conductive sheet and the electronic component has also been proposed (see
しかし、薄い熱伝導性シートは、厚い熱伝導性シートに比べてシート中に存在するバインダ樹脂の未硬化成分が少なく、プレスしても十分にシート表面に滲み出ず、シート表面に均一にバインダが滲み出ずに熱伝導シート表面の場所によって密着性のばらつきが生じ、熱抵抗が上昇してしまうという問題があった。 However, the thin heat conductive sheet has less uncured components of the binder resin present in the sheet than the thick heat conductive sheet, does not sufficiently exude to the sheet surface even when pressed, and the binder is uniformly applied to the sheet surface. There is a problem that the heat resistance does not exude and the adhesion varies depending on the location of the surface of the heat conductive sheet, resulting in an increase in thermal resistance.
また、薄くスライスした熱伝導性シートは、未硬化成分を多く含む柔らかいシートであると、電子部品と放熱部材との間に長時間加圧されると、伸びが生じて形状を維持できないといった問題もある。一方、硬い熱伝導性シートとすると、バインダ樹脂の未硬化成分が少なく、プレスしても滲み出しにくく、シート表面を覆い密着性を改善するまでには至らない。このような問題は、熱伝導性シートを静置した場合も同様で、密着性が不十分となる問題があった。 Further, if the thinly sliced heat conductive sheet is a soft sheet containing a large amount of uncured components, there is a problem that when pressure is applied between the electronic component and the heat radiating member for a long time, elongation occurs and the shape cannot be maintained. There is also. On the other hand, in the case of a hard heat conductive sheet, the amount of uncured components of the binder resin is small, it does not easily exude even when pressed, and it does not cover the sheet surface to improve the adhesion. Such a problem is the same even when the heat conductive sheet is allowed to stand still, and there is a problem that the adhesion becomes insufficient.
そこで、本技術は、成形体シートの表面に効率よくバインダ樹脂の未硬化成分を滲み出させて、密着性を向上された熱伝導性シートの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of this technique is to provide a method for producing a heat conductive sheet having improved adhesion by efficiently exuding an uncured component of a binder resin onto the surface of a molded sheet.
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の製造方法は、バインダ樹脂に熱伝導性フィラー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、前記熱伝導性成形体をシート状にスライスし、成形体シートを形成する工程と、減圧環境下で前記成形体シートをプレスすることにより、前記成形体シートのシート本体から滲み出た前記バインダ樹脂の未硬化成分で前記成形体シートの表面を被覆する工程とを有するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, in the method for producing a heat conductive sheet according to the present technique, a heat conductive resin composition containing a heat conductive filler in a binder resin is molded into a predetermined shape and cured. The step of forming the heat conductive molded body, the step of slicing the heat conductive molded body into a sheet to form the molded body sheet, and the step of pressing the molded body sheet under a reduced pressure environment, the molded body. It has a step of covering the surface of the molded body sheet with the uncured component of the binder resin exuded from the sheet body of the sheet.
本技術によれば、熱伝導性シートは、減圧環境下で成形体シートをプレスすることにより、シート本体に担持されていたバインダ樹脂の未硬化成分を効率よく滲み出させてシート表面を被覆することができる。 According to the present technology, the heat conductive sheet covers the sheet surface by efficiently exuding the uncured component of the binder resin carried on the sheet body by pressing the molded sheet in a reduced pressure environment. be able to.
以下、本技術が適用された熱伝導性シートの製造方法について、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。 Hereinafter, a method for manufacturing a heat conductive sheet to which the present technique is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present technique is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that various changes can be made within a range that does not deviate from the gist of the present technique. In addition, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may differ from the actual one. Specific dimensions, etc. should be determined in consideration of the following explanation. In addition, it goes without saying that parts having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
本技術が適用された熱伝導性シートの製造方法は、バインダ樹脂に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、前記熱伝導性成形体をシート状にスライスし、成形体シートを形成する工程(工程B)と、減圧環境下で前記成形体シートをプレスすることにより、前記成形体シートのシート本体から滲み出た前記バインダ樹脂の未硬化成分で前記成形体シートの表面を被覆する工程(工程C)とを有する。 In the method of manufacturing a heat conductive sheet to which this technique is applied, a heat conductive resin composition containing a heat conductive filler in a binder resin is molded into a predetermined shape and cured to obtain a heat conductive molded body. The step of forming (step A), the step of slicing the heat conductive molded body into a sheet to form a molded body sheet (step B), and the step of pressing the molded body sheet under a reduced pressure environment, the above-mentioned It has a step (step C) of covering the surface of the molded body sheet with the uncured component of the binder resin exuded from the sheet body of the molded body sheet.
前記工程を経て製造された熱伝導性シートは、成形体シートのシート本体に反応に寄与しないバインダ樹脂の未硬化成分が担持されており、減圧環境下で前記成形体シートをプレスすることにより、シート本体に担持されていたバインダ樹脂の未硬化成分を効率よく滲み出させてシート表面を被覆することができる。 The heat conductive sheet produced through the above steps has an uncured component of a binder resin that does not contribute to the reaction, and is carried on the sheet body of the molded body sheet. By pressing the molded body sheet in a reduced pressure environment, the molded body sheet is pressed. The uncured component of the binder resin carried on the sheet body can be efficiently exuded to cover the sheet surface.
これにより、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。 Thereby, according to this technique, it is possible to cut out thinly and to exude the uncured component over the entire surface of the sheet even from the sheet body which does not contain a large amount of the uncured component of the binder resin and cover it. In addition, while the binder resin is cured and is relatively hard and has excellent shape retention, the uncured component is exuded and covered over the entire surface of the sheet even from the sheet body which does not contain a large amount of the uncured component of the binder resin. Can be done.
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、シートの熱抵抗が大きくならない。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。 Therefore, according to the heat conductive sheet manufactured by the present technique, the adhesion to the electronic component and the heat radiating member can be improved and the thermal resistance can be reduced regardless of the unevenness of the sheet surface. Further, according to the heat conductive sheet manufactured by the present technique, it is not necessary to apply an adhesive for adhering to the electronic parts and the heat radiating member on the sheet surface, and the thermal resistance of the sheet does not increase. Furthermore, in the heat conductive sheet containing the heat conductive filler in the binder resin, not only the thermal resistance from the low load region can be reduced, but also the tacking force (adhesive force) is excellent, and the mountability and the thermal characteristics are also improved. be able to.
[熱伝導性シートの構成]
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の両面には、シート本体2から滲み出たバインダ樹脂の未硬化成分によって被覆されることにより、樹脂被覆層5が形成されている。そして、熱伝導性シート1は、シート本体2の両面に、剥離フィルム3が貼着され、剥離フィルム3とシート本体2との間に樹脂被覆層5を構成するバインダ樹脂の未硬化成分が保持されている。
[Structure of Thermal Conductive Sheet]
FIG. 1 shows a heat
熱伝導性シート1のシート本体2の両面は、樹脂被覆層5が形成されることにより粘着性を有し、使用の際に剥離フィルム3を剥離することにより所定の位置に貼付可能とされるとともに、シート本体2の表面に凹凸がある場合にも、樹脂被覆層5を介して電子部品や放熱部材との密着性が向上されている。
Both sides of the
(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。
(Polymer matrix component)
The polymer matrix component constituting the
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。 Examples of the thermosetting polymer include crosslinked rubber, epoxy resin, polyimide resin, bismaleimide resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, unsaturated polyester, diallyl phthalate resin, silicone resin, polyurethane, polyimide silicone, and thermosetting type. Examples thereof include polyphenylene ether and thermosetting modified polyphenylene ether. These may be used alone or in combination of two or more.
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。 Examples of the crosslinked rubber include natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and fluorine. Examples thereof include rubber, urethane rubber, acrylic rubber, polyisobutylene rubber, and silicone rubber. These may be used alone or in combination of two or more.
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。 Further, among these thermosetting polymers, it is preferable to use a silicone resin from the viewpoints of excellent molding processability and weather resistance, as well as adhesion and followability to electronic components. The silicone resin is not particularly limited, and the type of silicone resin can be appropriately selected depending on the intended purpose.
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。 From the viewpoint of obtaining the above-mentioned molding processability, weather resistance, adhesion and the like, the silicone resin is preferably a silicone resin composed of a main agent of a liquid silicone gel and a curing agent. Examples of such a silicone resin include an addition reaction type liquid silicone resin, a heat vulcanization type mirable type silicone resin using a peroxide for vulcanization, and the like. Among these, the addition reaction type liquid silicone resin is particularly preferable as the heat dissipation member of the electronic device because the adhesion between the heat generating surface and the heat sink surface of the electronic component is required.
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。 As the addition reaction type liquid silicone resin, it is preferable to use a two-component addition reaction type silicone resin or the like using a polyorganosiloxane having a vinyl group as a main agent and a polyorganosiloxane having a Si—H group as a curing agent. ..
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、樹脂被覆層5を形成することができる。
Here, the liquid silicone component has a silicone A liquid component as a main agent and a silicone B liquid component containing a curing agent, and the blending ratio of the silicone A liquid component and the silicone B liquid component is the amount of the silicone A liquid component. Is preferably contained in an amount equal to or greater than the amount of the silicone B liquid component. As a result, the heat
また、本発明の熱伝導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、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、シートの成形加工性や、シートの密着性等を確保する観点からは、15体積%~50体積%程度であることが好ましく、20体積%~45体積%であることがより好ましい。 Further, the content of the polymer matrix component in the heat conductive sheet of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose, but the formability of the sheet, the adhesion of the sheet and the like are ensured. From the viewpoint of the above, it is preferably about 15% by volume to 50% by volume, and more preferably 20% by volume to 45% by volume.
[熱伝導性充填剤]
熱伝導性シート1に含まれる熱伝導性充填剤は、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、熱伝導性の高い材料であれば特に限定はされず、例えば、炭素繊維等の繊維状の熱伝導性充填剤、銀、銅、アルミニウム等の金属、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、グラファイト等のセラミックス等が挙げられる。これらの繊維状の熱伝導性充填剤の中でも、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。
[Thermal conductive filler]
The heat conductive filler contained in the heat
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。 As the heat conductive filler, one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used. Further, when two or more kinds of heat conductive fillers are used, all of them may be fibrous heat conductive fillers, or have a different shape from the fibrous heat conductive fillers. It may be used in combination with a filler.
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。 The type of the carbon fiber is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, pitch type, PAN type, graphitized PBO fiber, arc discharge method, laser evaporation method, CVD method (chemical vapor deposition method), CCVD method (catalytic chemical vapor deposition method), etc. Can be used. Among these, carbon fibers obtained by graphitizing PBO fibers and pitch-based carbon fibers are more preferable from the viewpoint of obtaining high thermal conductivity.
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。 Further, the carbon fiber can be used by surface-treating a part or all of the carbon fiber, if necessary. As the surface treatment, for example, an oxidation treatment, a nitriding treatment, a nitration treatment, a sulfonate treatment, or a metal, a metal compound, an organic compound or the like is attached or adhered to the surface of a functional group or a carbon fiber introduced into the surface by these treatments. Examples include processing for combining. Examples of the functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group and the like.
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。 Further, the average fiber length (average major axis length) of the carbon fibers is not particularly limited and can be appropriately selected, but it should be in the range of 50 μm to 300 μm from the viewpoint of surely obtaining high thermal conductivity. , More preferably in the range of 75 μm to 275 μm, and particularly preferably in the range of 90 μm to 250 μm.
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。 Furthermore, the average fiber diameter (average minor axis length) of the carbon fibers is not particularly limited and can be appropriately selected, but is in the range of 4 μm to 20 μm from the viewpoint of surely obtaining high thermal conductivity. It is preferably in the range of 5 μm to 14 μm, and more preferably in the range of 5 μm to 14 μm.
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。 The aspect ratio (average major axis length / average minor axis length) of the carbon fibers is preferably 8 or more, and more preferably 9 to 30 from the viewpoint of surely obtaining high thermal conductivity. .. If the aspect ratio is less than 8, the fiber length (major axis length) of the carbon fiber is short, so that the thermal conductivity may decrease. On the other hand, if it exceeds 30, in the heat conductive sheet. Since the dispersibility is reduced, sufficient thermal conductivity may not be obtained.
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。 Here, the average major axis length and the average minor axis length of the carbon fiber can be measured by, for example, a microscope, a scanning electron microscope (SEM), or the like, and the average can be calculated from a plurality of samples.
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、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フィラーの含有量は、15体積%~75体積%であることが好ましい。
The content of the fibrous heat conductive filler in the heat
[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。
[Inorganic filler]
The heat
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。 Examples of the material of the inorganic filler include aluminum nitride (aluminum nitride: AlN), silica, alumina (aluminum oxide), boron nitride, titania, glass, zinc oxide, silicon carbide, silicon (silicon), silicon oxide, and metal particles. And so on. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, alumina, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide and silica are preferable, and alumina and aluminum nitride are particularly preferable from the viewpoint of thermal conductivity.
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、熱伝導シートの柔軟性が向上する。 Further, as the inorganic filler, a surface-treated one can be used. When the inorganic filler is treated with a coupling agent as the surface treatment, the dispersibility of the inorganic filler is improved and the flexibility of the heat conductive sheet is improved.
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。
The average particle size of the inorganic filler can be appropriately selected depending on the type of the inorganic substance and the like. When the inorganic filler is alumina, the average particle size is preferably 1 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 5 μm, and particularly preferably 4 μm to 5 μm. If the average particle size is less than 1 μm, the viscosity may increase and it may be difficult to mix. On the other hand, if the average particle size exceeds 10 μm, the thermal resistance of the heat
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。
Further, when the inorganic filler is aluminum nitride, the average particle size thereof is preferably 0.3 μm to 6.0 μm, more preferably 0.3 μm to 2.0 μm, and 0.5 μm to 1. It is particularly preferably 5 μm. If the average particle size is less than 0.3 μm, the viscosity may increase and it may be difficult to mix, and if it exceeds 6.0 μm, the thermal resistance of the heat
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。 The average particle size of the inorganic filler can be measured by, for example, a particle size distribution meter or a scanning electron microscope (SEM).
[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熱伝導性充填剤に加えて、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。
[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned polymer matrix component and the heat conductive filler, the heat
[熱伝導性シートの製造工程]
[工程A]
次いで、熱伝導性シート1の製造工程について説明する。上述したように、本技術が適用された熱伝導性シート1の製造工程は、バインダ樹脂に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Aを有する。
[Manufacturing process of heat conductive sheet]
[Step A]
Next, the manufacturing process of the heat
この工程Aでは、上述した高分子マトリックス成分及び熱伝導性充填剤、適宜含有されるその他の成分を配合し、熱伝導性樹脂組成物を調製する。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、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。 In this step A, the above-mentioned polymer matrix component, the heat conductive filler, and other components appropriately contained are blended to prepare a heat conductive resin composition. The procedure for blending and preparing each component is not particularly limited. For example, a heat conductive filler, an inorganic filler, a magnetic metal powder, and other components are added to the polymer matrix component and mixed. Prepares a thermally conductive resin composition.
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。 Next, a fibrous heat conductive filler such as carbon fiber is oriented in one direction. The method of orienting the filler is not particularly limited as long as it can be oriented in one direction. For example, by extruding or press-fitting the thermally conductive resin composition into a hollow mold under a high shearing force, the fibrous thermally conductive filler can be oriented in one direction relatively easily. , The orientation of the fibrous thermally conductive filler is the same (within ± 10 °).
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。 Specific examples of the above-mentioned method of extruding or press-fitting the thermally conductive resin composition into the hollow mold under a high shearing force include an extrusion molding method and a mold molding method. In the extrusion molding method, when the heat conductive resin composition is extruded from a die, or in the mold molding method, when the heat conductive resin composition is press-fitted into a mold, the heat conductive resin composition is formed. It flows and the fibrous thermally conductive filler is oriented along the flow direction. At this time, if a slit is attached to the tip of the die, the fibrous thermally conductive filler can be more easily oriented.
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。
The heat conductive resin composition extruded or press-fitted into a hollow mold was molded into a block shape according to the shape and size of the mold, and maintained the orientation state of the fibrous heat conductive filler. By curing the polymer matrix component as it is, a thermally conductive molded body is formed. The heat conductive molded body means a base material (molded body) for cutting out a sheet that is the source of the heat
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。
The size and shape of the hollow mold and the heat conductive molded body can be determined according to the required size and shape of the heat
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。 The method and conditions for curing the polymer matrix component can be changed according to the type of the polymer matrix component. For example, when the polymer matrix component is a thermosetting resin, the curing temperature in the thermosetting can be adjusted. Further, when the thermosetting resin contains a main agent of a liquid silicone gel and a curing agent, it is preferable to perform curing at a curing temperature of 80 ° C. to 120 ° C. The curing time in heat curing is not particularly limited, but may be 1 hour to 10 hours.
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、後述する減圧環境下における成形体シートのプレス工程においてシート表面に滲み出て、粘着性を有する樹脂被覆層を形成する。 Here, in step A, not all of the polymer matrix components are cured, but the uncured components are supported. This uncured component seeps out to the sheet surface in the pressing step of the molded sheet under a reduced pressure environment described later, and forms a resin coating layer having adhesiveness.
[工程B]
本技術が適用された熱伝導性シート1の製造工程は、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、成形体シート7を形成する工程Bを有する。この工程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、熱伝導性樹脂成形体6をシート状に切断する。
[Step B]
As shown in FIG. 2, the manufacturing process of the heat
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、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。 Further, the heat conductive molded body 6 is cut by using a slicing device. The slicing device is not particularly limited as long as it is a means capable of cutting the thermally conductive molded body 6, and a known slicing device can be appropriately used. For example, an ultrasonic cutter, a plane (plane), or the like can be used.
成形体シート7の厚みは、熱伝導性シート1のシート本体の厚みとなり、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0.2~1.0mmである。
The thickness of the molded
なお、工程Bでは、熱伝導性成形体6から切り出された成形体シート7に切れ込みを入れることにより、複数の成形体シート7に小片化してもよい。
In step B, the molded
[工程C]
本技術が適用された熱伝導性シート1の製造工程は、減圧環境下で成形体シート7をプレスすることにより、成形体シート7のシート本体から滲み出た前記バインダ樹脂の未硬化成分で成形体シート7の表面を被覆する工程Cを有する。
[Process C]
In the manufacturing process of the heat
減圧環境下とは、何ら減圧処理を行わない常圧(大気圧)環境下よりも低圧であって、バインダ樹脂の未硬化成分をシート表面の全面にわたって滲み出させることができる真空圧力に設定され、成形体シート厚や、バインダ樹脂を構成する液状シリコーン成分の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液成分との配合割合等に応じて、適宜設定される。例えば、減圧環境下として、大気圧をゼロとしたいわゆるゲージ圧において、-0.2kPaに設定することができる。このプレス工程における真空圧力x(kPa)は、低すぎるとバインダ樹脂の未硬化成分が揮発しシート表面のタック性を損ない、高すぎると未硬化成分の滲み出しを促進できないことから、例えば、-5.0kPa≦x≦-0.1kPaの範囲で適宜設定される。 The reduced pressure environment is set to a vacuum pressure that is lower than that in a normal pressure (atmospheric pressure) environment in which no decompression treatment is performed, and that the uncured component of the binder resin can be exuded over the entire surface of the sheet. It is appropriately set according to the thickness of the molded body sheet, the blending ratio of the silicone A liquid component which is the main component of the liquid silicone component constituting the binder resin, and the silicone B liquid component which contains the curing agent. For example, under a reduced pressure environment, the so-called gauge pressure with the atmospheric pressure set to zero can be set to −0.2 kPa. If the vacuum pressure x (kPa) in this pressing process is too low, the uncured component of the binder resin volatilizes and impairs the tackiness of the sheet surface, and if it is too high, the uncured component cannot be promoted to exude. It is appropriately set in the range of 5.0 kPa ≦ x ≦ −0.1 kPa.
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。 The press can be performed using, for example, a pair of press devices including a flat plate and a press head having a flat surface. Alternatively, a pinch roll may be used for pressing.
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。 The pressure at the time of pressing is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. However, if it is too low, the thermal resistance tends to be the same as that without pressing, and if it is too high, the sheet is stretched. Since there is a tendency, the pressure range is preferably 0.1 MPa to 100 MPa, and more preferably 0.5 MPa to 95 MPa.
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、減圧環境下における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、シート表面に樹脂被覆層が形成された熱伝導性シート1を形成することができる。熱伝導性シート1は、シート表面に形成された樹脂被覆層5により粘着性を有する。
Here, as described above, the heat conductive molded body does not have the entire amount of the polymer matrix component cured, and the molded body sheet has an uncured component of the binder resin (polymer matrix component) on the sheet body. Is carried, and a part of the uncured component is efficiently exuded to the sheet surface by the pressing process under a reduced pressure environment. This makes it possible to form the thermally
また、プレス工程を経ることにより、成形体シートは表面が平滑化され、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。
Further, by going through the pressing process, the surface of the molded sheet is smoothed, which also increases the adhesion of the heat
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。 As described above, according to the present technique, the uncured component can be exuded and covered over the entire surface of the sheet even from the sheet body which is cut into thin pieces and does not contain a large amount of the uncured component of the binder resin. In addition, while the binder resin is cured and is relatively hard and has excellent shape retention, the uncured component is exuded and covered over the entire surface of the sheet even from the sheet body which does not contain a large amount of the uncured component of the binder resin. Can be done.
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、シートの熱抵抗が大きくならない。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。 Therefore, according to the heat conductive sheet manufactured by the present technique, the adhesion to the electronic component and the heat radiating member can be improved and the thermal resistance can be reduced regardless of the unevenness of the sheet surface. Further, according to the heat conductive sheet manufactured by the present technique, it is not necessary to apply an adhesive for adhering to the electronic parts and the heat radiating member on the sheet surface, and the thermal resistance of the sheet does not increase. Furthermore, in the heat conductive sheet containing the heat conductive filler in the binder resin, not only the thermal resistance from the low load region can be reduced, but also the tacking force (adhesive force) is excellent, and the mountability and the thermal characteristics are also improved. be able to.
[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、成形体シート7の少なくとも一方の面、好ましくは両面に、剥離フィルム3を貼付した状態でプレスすることが好ましい。剥離フィルム3としては、例えばPETフィルムが用いられる。また、剥離フィルム3は、成形体シート7の表面への貼付面に剥離処理を施してもよい。
[Release film]
In the above-mentioned step C, as shown in FIG. 3, it is preferable to press the molded
成形体シート7のシート本体の表面に剥離フィルム3を貼付することにより、減圧環境下における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、剥離フィルム3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均一の厚さで均一に覆う樹脂被覆層5を形成することができる。これにより、熱伝導性シート1は、密着性のばらつきを解消し、熱抵抗を低減することができる。
By attaching the
以上の工程を経ることにより、熱伝導性シート1が形成される。なお、熱伝導性シート1は、実使用時に剥離フィルム3が剥離されることにより、粘着性を有する樹脂被覆層5が露出され、電子部品等への実装に供される。
By going through the above steps, the heat
[使用形態例]
実使用時においては、熱伝導性シート1は、剥離フィルム3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。
[Usage example]
In actual use, the
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。
As shown in FIG. 4, for example, the heat
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。
The
熱伝導シート21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。
Of course, the mounting location of the heat conductive sheet 21 is not limited to between the
以下、本技術の実施例について説明する。実施例及び比較例では、熱伝導性樹脂組成物のバインダ成分と硬化剤成分の成分比を変えて熱伝導シートのサンプルを形成し、各サンプルについて、タッキネス及び熱抵抗値を測定した。 Hereinafter, examples of this technique will be described. In Examples and Comparative Examples, samples of a heat conductive sheet were formed by changing the component ratios of the binder component and the curing agent component of the heat conductive resin composition, and the tackiness and the thermal resistance value were measured for each sample.
[タッキネスの測定]
タッキング試験機(TACKINESS TESTER MODEL TACII, RHESCA Co., Ltd.)を用いて、プレス前及びプレス直後の各サンプルのシート表面のタッキネス(gf)を測定した。タッキネスは、矩形サンプルの四隅部分と中央部分の5点を3回測定した測定値の平均値とした。測定条件は、下記の通りとした。
押しつけ速度(Immersion speed):30mm/min
引張速度(Test speed):120mm/min
初期荷重(Pre speed):196g
押しつけ時間(Press time):5sec
引張距離(Distance):5mm
ヘッド:φ10mm
[Measurement of tackiness]
Using a tacking tester (TACKINESS TESTER MODEL TACII, RHESCA Co., Ltd.), the tackiness (gf) of the sheet surface of each sample before and immediately after pressing was measured. The tackiness was taken as the average value of the measured values measured three times at the four corners and the center of the rectangular sample. The measurement conditions were as follows.
Pressing speed (Immersion speed): 30 mm / min
Tensile speed (Test speed): 120 mm / min
Initial load (Pre speed): 196g
Press time: 5 sec
Tensile distance (Distance): 5 mm
Head: φ10 mm
[熱抵抗値の測定]
ASTM-D5470に準拠した方法により荷重1.0kgf/cm2で各サンプルの熱抵抗値(K・cm2/W)を測定した。
[Measurement of thermal resistance value]
The thermal resistance value (K · cm 2 / W) of each sample was measured under a load of 1.0 kgf / cm 2 by a method according to ASTM-D5470.
[実施例1]
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、シラン力ツブリング剤でカップリング処理した平均粒径4μmのアルミナ粒子42体積%と、繊維状フィラーとして平均繊維長150μmのピッチ系炭素繊維23体積%とを混合し、シリコーン組成物(熱伝導性樹脂組成物)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、57:43となるように配合した。
[Example 1]
As shown in Table 1, 42% by volume of alumina particles having an average particle size of 4 μm and a pitch system having an average fiber length of 150 μm as a fibrous filler, which are coupled to a two-component addition reaction type liquid silicone with a silane force tubing agent. A silicone composition (heat conductive resin composition) was prepared by mixing with 23% by volume of carbon fiber. The two-component addition reaction type liquid silicone resin used was mainly composed of organopolysiloxane, and was blended so that the blending ratio of the silicone A agent and the B agent was 57:43.
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(熱伝導性成形体)とした。シリコーン硬化物を、厚みが0.5mmとなるようにスライサーで切断し、成形体シートを得た。得られた成型体シートを剥離処理したPETフィルムで挟んだ後、圧力2MPa、温度100℃、プレス時間3分の条件で、ゲージ圧が-2.0kPaの減圧環境下で真空プレスすることにより熱伝導シートのサンプルを得た。サンプルのタッキネスは、プレス前が20gf、プレス後が178gfであった。熱抵抗値は0.3K・cm2/Wであった。 The obtained silicone composition was extruded into a hollow square columnar mold (50 mm × 50 mm) to form a 50 mm □ silicone molded body. The silicone molded product was heated in an oven at 100 ° C. for 6 hours to obtain a cured silicone product (heat conductive molded product). The cured silicone product was cut with a slicer so as to have a thickness of 0.5 mm to obtain a molded product sheet. After sandwiching the obtained molded body sheet with the peeled PET film, heat is obtained by vacuum pressing in a reduced pressure environment with a gauge pressure of -2.0 kPa under the conditions of a pressure of 2 MPa, a temperature of 100 ° C., and a pressing time of 3 minutes. A sample of conduction sheet was obtained. The tackiness of the sample was 20 gf before pressing and 178 gf after pressing. The thermal resistance value was 0.3 K · cm 2 / W.
[実施例2]
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のアルミナ粒子20体積%及び窒化アルミ粒子24体積%と、繊維状フィラーとして平均繊維長150μmのピッチ系炭素繊維23体積%とを混合し、シリコーン組成物(熱伝導性樹脂組成物)を調製した。2液性の付加反応型液状シリコーン樹指は、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。
[Example 2]
As shown in Table 1, 20% by volume of alumina particles having an average particle size of 4 μm and 24% by volume of aluminum nitride particles treated with a silane coupling agent on a two-component addition reaction type liquid silicone as a fibrous filler. A silicone composition (heat conductive resin composition) was prepared by mixing with 23% by volume of pitch-based carbon fibers having an average fiber length of 150 μm. The two-component addition reaction type liquid silicone tree finger used was mainly composed of organopolysiloxane, and was blended so that the blending ratio of the silicone A agent and the B agent was 50:50.
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(熱伝導性成形体)とした。シリコーン硬化物を、厚みが0.5mmとなるようにスライサーで切断し、成形体シートを得た。得られた成型体シートを剥離処理したPETフィルムで挟んだ後、圧力2MPa、温度100℃、プレス時間3分の条件で、ゲージ圧が-2.0kPaの減圧環境下で真空プレスすることにより熱伝導シートのサンプルを得た。サンプルのタッキネスは、プレス前が19gf、プレス後が124gfであった。熱抵抗値は0.25K・cm2/Wであった。 The obtained silicone composition was extruded into a hollow square columnar mold (50 mm × 50 mm) to form a 50 mm □ silicone molded body. The silicone molded product was heated in an oven at 100 ° C. for 6 hours to obtain a cured silicone product (heat conductive molded product). The cured silicone product was cut with a slicer so as to have a thickness of 0.5 mm to obtain a molded product sheet. After sandwiching the obtained molded body sheet with the peeled PET film, heat is obtained by vacuum pressing in a reduced pressure environment with a gauge pressure of -2.0 kPa under the conditions of a pressure of 2 MPa, a temperature of 100 ° C., and a pressing time of 3 minutes. A sample of conduction sheet was obtained. The tackiness of the sample was 19 gf before pressing and 124 gf after pressing. The thermal resistance value was 0.25 K · cm 2 / W.
[実施例3]
表1に示すように、実施例2と同様のシリコーン組成物(熱伝導性樹脂組成物)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(熱伝導性成形体)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、成形体シートを得た。得られた成型体シートを剥離処理したPETフィルムで挟んだ後、圧力2MPa、温度100℃、プレス時間3分の条件で、ゲージ圧が-2.0kPaの減圧環境下で真空プレスすることにより熱伝導シートのサンプルを得た。サンプルのタッキネスは、プレス前が18gf、プレス後が152gfであった。熱抵抗値は0.40K・cm2/Wであった。
[Example 3]
As shown in Table 1, a silicone composition (heat conductive resin composition) similar to that in Example 2 was extruded into a hollow square columnar mold (50 mm × 50 mm), and a 50 mm □ silicone molded product was formed. Was molded. The silicone molded product was heated in an oven at 100 ° C. for 6 hours to obtain a cured silicone product (heat conductive molded product). The cured silicone product was cut with a slicer so as to have a thickness of 1.0 mm to obtain a molded product sheet. After sandwiching the obtained molded body sheet with the peeled PET film, heat is obtained by vacuum pressing in a reduced pressure environment with a gauge pressure of -2.0 kPa under the conditions of a pressure of 2 MPa, a temperature of 100 ° C., and a pressing time of 3 minutes. A sample of conduction sheet was obtained. The tackiness of the sample was 18 gf before pressing and 152 gf after pressing. The thermal resistance value was 0.40 K · cm 2 / W.
[比較例1]
表1に示すように、実施例1と同様のシリコーン組成物(熱伝導性樹脂組成物)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(熱伝導性成形体)とした。シリコーン硬化物を、厚みが0.5mmとなるようにスライサーで切断し、成形体シートを得た。得られた成型体シートを剥離処理したPETフィルムで挟んだ後、圧力2MPa、温度100℃、プレス時間3分の条件で、大気圧環境下でプレスすることにより熱伝導シートのサンプルを得た。サンプルのタッキネスは、プレス前が12gf、プレス後が38gfであった。熱抵抗値は0.40K・cm2/Wであった。
[Comparative Example 1]
As shown in Table 1, a silicone composition (heat conductive resin composition) similar to that in Example 1 was extruded into a hollow square columnar mold (50 mm × 50 mm), and a 50 mm □ silicone molded product was formed. Was molded. The silicone molded product was heated in an oven at 100 ° C. for 6 hours to obtain a cured silicone product (heat conductive molded product). The cured silicone product was cut with a slicer so as to have a thickness of 0.5 mm to obtain a molded product sheet. A sample of the heat conductive sheet was obtained by sandwiching the obtained molded body sheet between the peeled PET films and then pressing under the conditions of a pressure of 2 MPa, a temperature of 100 ° C., and a pressing time of 3 minutes in an atmospheric pressure environment. The tackiness of the sample was 12 gf before pressing and 38 gf after pressing. The thermal resistance value was 0.40 K · cm 2 / W.
[比較例2]
表1に示すように、実施例2と同様のシリコーン組成物(熱伝導性樹脂組成物)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(熱伝導性成形体)とした。シリコーン硬化物を、厚みが0.5mmとなるようにスライサーで切断し、成形体シートを得た。得られた成型体シートを剥離処理したPETフィルムで挟んだ後、圧力2MPa、温度100℃、プレス時間3分の条件で、大気圧環境下でプレスすることにより熱伝導シートのサンプルを得た。サンプルのタッキネスは、プレス前が14gf、プレス後が19gfであった。熱抵抗値は0.35K・cm2/Wであった。
[Comparative Example 2]
As shown in Table 1, a silicone composition (heat conductive resin composition) similar to that in Example 2 was extruded into a hollow square columnar mold (50 mm × 50 mm), and a 50 mm □ silicone molded product was formed. Was molded. The silicone molded product was heated in an oven at 100 ° C. for 6 hours to obtain a cured silicone product (heat conductive molded product). The cured silicone product was cut with a slicer so as to have a thickness of 0.5 mm to obtain a molded product sheet. A sample of the heat conductive sheet was obtained by sandwiching the obtained molded body sheet between the peeled PET films and then pressing under the conditions of a pressure of 2 MPa, a temperature of 100 ° C., and a pressing time of 3 minutes in an atmospheric pressure environment. The tackiness of the sample was 14 gf before pressing and 19 gf after pressing. The thermal resistance value was 0.35 K · cm 2 / W.
[比較例3]
表1に示すように、実施例2と同様のシリコーン組成物(熱伝導性樹脂組成物)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(熱伝導性成形体)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、成形体シートを得た。得られた成型体シートを剥離処理したPETフィルムで挟んだ後、圧力2MPa、温度100℃、プレス時間3分の条件で、大気圧環境下でプレスすることにより熱伝導シートのサンプルを得た。サンプルのタッキネスは、プレス前が13gf、プレス後が15gfであった。熱抵抗値は0.48K・cm2/Wであった。
[Comparative Example 3]
As shown in Table 1, a silicone composition (heat conductive resin composition) similar to that in Example 2 was extruded into a hollow square columnar mold (50 mm × 50 mm), and a 50 mm □ silicone molded product was formed. Was molded. The silicone molded product was heated in an oven at 100 ° C. for 6 hours to obtain a cured silicone product (heat conductive molded product). The cured silicone product was cut with a slicer so as to have a thickness of 1.0 mm to obtain a molded product sheet. A sample of the heat conductive sheet was obtained by sandwiching the obtained molded body sheet between the peeled PET films and then pressing under the conditions of a pressure of 2 MPa, a temperature of 100 ° C., and a pressing time of 3 minutes in an atmospheric pressure environment. The tackiness of the sample was 13 gf before pressing and 15 gf after pressing. The thermal resistance value was 0.48 K · cm 2 / W.
実施例1~3のように、成型体シートを剥離処理したPETフィルムで挟んだ後、真空プレスした場合、タッキネスが大きくなり、成形体シートの表面に効率よくバインダ樹脂の未硬化成分を滲み出させることができた。 When the molded body sheet is sandwiched between the peeled PET films and then vacuum-pressed as in Examples 1 to 3, the tackiness becomes large and the uncured component of the binder resin exudes efficiently onto the surface of the molded body sheet. I was able to make it.
実施例1と比較例1とを対比すると、シート厚みが0.5mmと薄く、シート本体内に担持されている未硬化成分が少なく、常圧下では未硬化成分の滲み出しが起きにくい条件であっても、減圧環境下においては未硬化成分の滲み出しを促進することができ、タッキネスも高く、シート表面の全面にわたってタック性が得られたことが分かる。 Comparing Example 1 and Comparative Example 1, the sheet thickness is as thin as 0.5 mm, the amount of uncured components supported in the sheet body is small, and the uncured components are less likely to seep out under normal pressure. However, it can be seen that in a reduced pressure environment, the exudation of the uncured component can be promoted, the tackiness is high, and the tackiness is obtained over the entire surface of the sheet.
また、実施例2,3と比較例2,3は、いずれもシリコーンA剤とB剤との配合比を50:50となるように配合することで、シート本体内に担持されている未硬化成分が少なく、また硬度も高くなり、未硬化成分の滲み出しが起きにくい条件であるが、減圧環境下においては未硬化成分の滲み出しを促進することができ、また、実施例2ではシート厚みが0.5mmとさらに未硬化成分の滲み出しが起きにくい条件下においても、未硬化成分の滲み出しによって表面にタック性を発現することができた。 Further, in both Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3, the uncured material supported in the sheet body is formed by blending the silicone A agent and the B agent in a blending ratio of 50:50. It is a condition that the number of components is small and the hardness is high, so that the uncured components are less likely to seep out. However, in a reduced pressure environment, the seepage of the uncured components can be promoted, and in Example 2, the sheet thickness. Even under the condition that the uncured component does not easily exude to 0.5 mm, the tack property could be exhibited on the surface by the exudation of the uncured component.
1 熱伝導性シート1、2 シート本体、3 剥離フィルム、5 樹脂被覆層、6 熱伝導成形体、7 成形体シート
1
Claims (6)
前記熱伝導性成形体をシート状にスライスし、成形体シートを形成する工程と、
減圧環境下で前記成形体シートをプレスすることにより、前記成形体シートのシート本体から滲み出た前記バインダ樹脂の未硬化成分で前記成形体シートの表面を被覆する工程と、を有する熱伝導シートの製造方法。 A step of molding a heat conductive resin composition containing a heat conductive filler in a binder resin into a predetermined shape and curing it to form a heat conductive molded body.
The step of slicing the heat conductive molded body into a sheet to form a molded body sheet, and
A heat conductive sheet comprising a step of covering the surface of the molded body sheet with the uncured component of the binder resin exuded from the sheet body of the molded body sheet by pressing the molded body sheet in a reduced pressure environment. Manufacturing method.
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