JP7235708B2 - 熱伝導シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱伝導シート並びにこれを用いた電子機器及び車載装置、並びに、熱伝導シートの製造方法に関する。

自動車には種々の電子機器が搭載されており、電子機器にはパワー半導体素子などの発熱体が用いられることがある。電子機器は、発熱体から発せられる熱によって正常に作動しなくなるおそれがあるため、発熱体が高温にならないように、発熱体から効率よく熱を奪う必要がある。そこで、発熱体とヒートシンクのような放熱体との間に熱伝導シートを配置し、発熱体の熱を、熱伝導シートを通じて放熱体に伝えることで、発熱体を冷却する手法が取られている。

熱伝導シートとしては、樹脂に熱伝導フィラーが分散されたものが知られている。このような熱伝導シートの製造方法として、特許文献１には、面方向に配向したフィラーを含む樹脂シート前駆体を、押出方向に対して略垂直な方向に折り畳みながら融着させ、フィラーを樹脂シートの厚さ方向に配向させる方法が開示されている。

特開２０１５－７１２８７号公報

熱伝導フィラーが樹脂シートの厚さ方向に配向している場合、厚さ方向に熱伝導パスが形成されるため、発熱体から効率よく熱を奪うことができる。しかしながら、特許文献１の方法では、樹脂シート前駆体は、流路の断面積の大きさの差を利用して樹脂シート前駆体の流れを変化させて折り畳んでいる。そのため、樹脂シートは蛇行しながら折り畳まれるおそれがあり、フィラーの配向を正確に制御することが困難である。そして、樹脂シートが蛇行して折り畳まれた場合には、十分な熱伝導性が得られないおそれがある。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、厚さ方向に高い熱伝導性を有する熱伝導シート並びにこれを用いた電子機器及び車載装置、並びに、熱伝導シートの製造方法を提供することにある。

本発明の態様に係る熱伝導シートは、シリコーンゴムと、シリコーンゴム内に分散された異方性の熱伝導フィラーとを含有する樹脂組成物を備える。樹脂組成物に対する熱伝導フィラーの含有量は５２体積％以上７５体積％以下である。熱伝導フィラーの長軸は厚さ方向に配向し、熱伝導シートの厚さ方向からＸ線回折法で測定したスペクトルのうち（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合は０．３１以下である。

本発明の他の態様に係る熱伝導シートの製造方法は、シリコーンと、シリコーン内に分散された異方性の熱伝導フィラーとを含有する樹脂組成物を備え、熱伝導フィラーの長軸が面方向に配向する樹脂シートを、樹脂シートの一方の面側に配置された第１ブレードと、樹脂シートの一方の面とは反対の面側に配置された第２ブレードとでプリーツ加工によって折り畳んで積層体を形成する積層体形成工程を含む。熱伝導シートの製造方法は、積層体中のシリコーンを架橋して架橋された積層体を生成する架橋工程を含む。樹脂組成物に対する熱伝導フィラーの含有量は５２体積％以上７５体積％以下である。熱伝導シートの厚さ方向からＸ線回折法で測定したスペクトルのうち（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合は０．３１以下である。

本発明によれば、厚さ方向に高い熱伝導性を有する熱伝導シート並びにこれを用いた電子機器及び車載装置、並びに、熱伝導シートの製造方法を提供することができる。

本実施形態に係る熱伝導シートの一例を示す断面図である。 本実施形態に係る熱伝導シートの製造方法の一例を示す模式図である。

以下、図面を用いて本実施形態に係る熱伝導シート、電子機器及び車載装置、並びに、熱伝導シートの製造方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［熱伝導シート］
本実施形態に係る熱伝導シート１０は樹脂組成物を備える。樹脂組成物は、図１に示すように、シリコーンゴム１１と、シリコーンゴム１１内に分散された異方性の熱伝導フィラー１２とを含有する。

シリコーンゴム１１は、シリコーンを架橋した架橋体を含む。シリコーンゴム１１は、物理的な振動を吸収する効果が高いため、車両などのように振動が多い場所でも使用することが可能である。シリコーンは、主鎖がシロキサン結合で構成されたポリオルガノシロキサンである。シリコーンは、ジメチルシロキサンのようなオルガノシロキサンの単独重合体又は共重合体を含んでいてもよい。シリコーンは、ビニルシリコーン、フェニルシリコーン及びフッ化シリコーンからなる群より選択される少なくとも１以上のシリコーンが含まれていてもよい。

シリコーンゴム１１は、過酸化物架橋型、付加反応架橋型又はこれらの組み合わせであってもよい。過酸化物架橋型では、例えば、有機過酸化物をシリコーンに添加してフリーラジカルを発生させることでシリコーンが架橋されてシリコーンゴム１１が生成される。付加反応架橋型では、例えば、白金触媒存在下でビニル基を有するシリコーンをヒドロシリル化することによって架橋されてシリコーンゴム１１が生成される。

熱伝導フィラー１２は熱伝導性を有するフィラーであり、発熱体から効率よく熱を奪うことができる。熱伝導フィラー１２の熱伝導率は、シリコーンゴム１１の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。具体的には、熱伝導フィラー１２の熱伝導率は、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。また、熱伝導フィラー１２の熱伝導率は、大きい程好ましいため上限はないが、例えば５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよい。熱伝導率は、熱拡散率、比熱容量及び密度の積を算出することにより得ることができる。熱拡散率は、ＪＩＳ Ｒ１６１１に準じてレーザーフラッシュ法によって測定することができる。比熱容量は、ＪＩＳ Ｋ７１２３-１９８７に準じてＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）法によって測定することができる。密度は、ＪＩＳ Ｋ７１１２：１９９９に準じて水中置換法によって測定することができる。

熱伝導フィラー１２は、無機物質及び金属の少なくともいずれか一方を含んでいてもよい。無機物質は、例えば、窒化ホウ素、炭素、アルミナ及び窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも１つの物質を含んでいてもよい。なお、熱伝導性及び電気絶縁性に優れていることから、熱伝導フィラー１２は窒化ホウ素を含むことが好ましい。

熱伝導フィラー１２は異方性を有し、例えば、球状又は略球状以外の形状を有する。具体的には、熱伝導フィラー１２は、中心を通る断面の長軸と短軸のアスペクト比が例えば２以上である。アスペクト比は５以上であってもよく、１０以上であってもよい。また、アスペクト比は１００以下であってもよく、５０以下であってもよい。長軸は熱伝導フィラー１２の中心を通る最も長い部分であり、短軸は熱伝導フィラー１２の中心を通る最も短い部分である。熱伝導フィラー１２は、例えば、鱗片、板、膜、円柱、楕円、扁平、螺旋、繊維及び針からなる群より選択される少なくとも１つの形状を有していてもよい。

熱伝導フィラー１２は、窒化ホウ素、黒鉛及びグラフェンなどを有する鱗片状、板状、膜状、円柱状、楕円状及び扁平形状のフィラーであってもよい。また、熱伝導フィラー１２は、炭素、アルミナ、窒化アルミニウム、金属、窒化ホウ素ナノチューブ及びカーボンナノチューブのような繊維状又は針状のフィラーであってもよい。

熱伝導フィラー１２の平均粒子径は２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が２０μｍ以上であると、シリコーン内に分散された熱伝導フィラー１２同士が配向した状態で接触して熱伝導パスが形成されやすくなるため、熱伝導シート１０の放熱性を向上させることができる。また、平均粒子径が１００μｍ以下であると、安定した形状を有する熱伝導シート１０を得ることができる。なお、本明細書において、平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの顕微鏡を用いて測定した少なくとも１０以上の無機粒子の長軸の平均値である。

樹脂組成物に対する熱伝導フィラー１２の含有量は５２体積％以上７５体積％以下である。熱伝導フィラー１２の含有量を５２体積％以上とすることにより、熱伝導シート１０の熱伝導性を高くすることができる。また、熱伝導フィラー１２の含有量を７５体積％以下とすることにより、安定した形状を有する熱伝導シート１０を得ることができる。熱伝導フィラー１２の含有量は、７０体積％以下であることが好ましく、６５体積％以下であることがより好ましく、６０体積％以下であることがさらに好ましく、５８体積％以下であることが特に好ましい。

樹脂組成物は、シリコーン及び異方性の熱伝導フィラー１２に加え、球状又は略球状の等方性の熱伝導フィラーを含有していてもよい。等方性の熱伝導フィラーは、異方性の熱伝導フィラー１２と同様の材料を含んでいてもよく、異なる材料を含んでいてもよい。また、樹脂組成物は、シリコーン及び熱伝導フィラーに加え、補強剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、粘着付与剤、帯電防止剤、練り込み接着剤等の公知の添加剤を含有していてもよい。

熱伝導フィラー１２の長軸は厚さ方向に配向し、熱伝導シート１０の厚さ方向からＸ線回折法で測定したスペクトルのうち（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合は０．３１以下である。（１００）面と（００２）面とは互いに直行する結晶面である。上記割合を０．３１以下とすることにより、シートの厚さ方向に熱伝導フィラー１２の（１００）面が配向する割合が大きくなるため、熱伝導シート１０の厚さ方向の熱伝導性が向上する。結晶面のピーク強度は、熱伝導シート１０の厚さ方向の表面をＸ線回折法によって測定することができる。なお、本明細書において、ピーク強度は、ピークの積分面積を表す。

熱伝導シート１０の厚さ方向の熱伝導率は、８Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。このような熱伝導シート１０は、一方の面から他方の面への熱伝導性が高いため、発熱体から効率よく熱を奪うことができる。熱伝導率は、高い程好ましいため上限は特に限定されないが、例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋである。熱伝導率は、上述した方法によって測定することができる。

熱伝導シート１０の厚さは、用途に応じて適宜変更することができるが、例えば、０．１ｍｍ～１０ｍｍであってもよい。熱伝導シート１０の厚さがこのような範囲であると、熱の放散性も高く、取り扱いが容易である。

以上の通り、本実施形態に係る熱伝導シート１０は、シリコーンゴム１１と、シリコーンゴム１１内に分散された異方性の熱伝導フィラー１２とを含有する樹脂組成物を備える。樹脂組成物に対する熱伝導フィラー１２の含有量は５２体積％以上７５体積％以下である。熱伝導フィラー１２の長軸は厚さ方向に配向し、熱伝導シート１０の厚さ方向からＸ線回折法で測定したスペクトルのうち（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合は０．３１以下である。そのため、熱伝導シート１０は厚さ方向に高い熱伝導性を有する。したがって、熱伝導シート１０で発熱体を被覆した場合に、発熱体から熱を効率よく奪うことができる。

［電子機器］
本実施形態に係る電子機器は熱伝導シート１０を備える。上述の通り、熱伝導シート１０は厚さ方向に高い熱伝導性を有する。そのため、電子機器に熱伝導シート１０を用いることで、電子機器の発熱による不具合を防ぐことができる。電子機器は、発熱体と、発熱体を被覆する熱伝導シート１０とを備えてもよい。発熱体を熱伝導シート１０で被覆することにより、熱伝導シート１０の一方の面に配置された発熱体から熱を奪い、熱伝導シート１０のもう一方の面である放熱面から熱を放散することができる。熱伝導シート１０の放熱面には、ヒートシンクのような放熱体が設けられてもよい。発熱体と熱伝導シート１０とは直接接していてもよく、接着剤のような層を介して間接的に接していてもよい。また、熱伝導シート１０と放熱体とは直接接していてもよく、接着剤のような層を介して間接的に接していてもよい。

発熱体は、例えば、パワー半導体素子及びＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などを含む。パワー半導体素子は、例えば、ダイオード、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などが挙げられる。

電子機器の熱伝導シート１０にはシリコーンゴム１１が用いられており、シリコーンゴム１１が振動を吸収しやすいことから、電子機器は車載用とすることもできる。ただし、電子機器は、車載用に限らず、家庭用電子機器であってもよい。

［車載装置］
本実施形態に係る車載装置は、上述した電子機器と、電子機器に電気的に接続されるワイヤーハーネスとを備える。上述の通り、電子機器は、熱伝導シート１０によって効果的に熱を奪うすることができる。そのため、上記電子機器を備える車載装置は、熱による不具合を低減することができる。

ワイヤーハーネスは、複数の絶縁電線と、複数の絶縁電線の端部に設けられたコネクタとを備えていてもよい。絶縁電線は、金属導体と、金属導体を被覆する絶縁層とを備えていてもよい。コネクタは、相手方コネクタと電気的に接続可能なように設けられており、相手方コネクタと接続されることで、相手方コネクタが設けられた電子機器と電気的に接続可能である。

［熱伝導シートの製造方法］
熱伝導シート１０の製造方法は、積層体形成工程と、架橋工程と、スライス工程とを含む。熱伝導シート１０は、例えば図２に示すように、押出機２０及び積層体成形機３０によって製造することができる。以下、図２を用いて本実施形態に係る熱伝導シート１０の製造方法について説明する。

（積層体形成工程）
積層体形成工程は、まず、シリコーンと、シリコーン内に分散された異方性の熱伝導フィラー１２とを含有する樹脂組成物を備え、熱伝導フィラー１２の長軸が面方向に配向する樹脂シート２５が生成される。樹脂シート２５は、例えば押出機２０によって形成することができる。シリコーン及び熱伝導フィラー１２などの原料は、混練機で事前に混練されてから間接的に押出機２０に投入されてもよく、押出機２０に直接的に投入されてもよい。原料は、混練機又は押出機２０に、同時に一段階で投入されてもよく、個別に多段階に分けて投入されてもよい。

混練機は原料を混練することができれば特に限定されず、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー及びロールミル等の公知の混練機を使用することができる。また、押出機２０は、単軸押出成形機及び二軸押出成形機のような公知の押出機を使用することができる。押出機２０の出口には、例えばＴダイが設けられており、樹脂組成物をＴダイからシート状に押し出し、シート状の押出物を引き取ることで、熱伝導フィラー１２の長軸を押出方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に配向することができる。すなわち、熱伝導フィラー１２の長軸を樹脂シート２５の面方向に配向させることができる。シート状の押出物は、引き取りの際、必要に応じ、冷却ロールなどで冷却してもよい。

なお、本実施形態では、押出機２０を用いて樹脂シート２５を作製する例について説明したが、このような形態に限定されない。例えば、ロールミルなどで原料が混練され、生成された樹脂シート２５を、熱伝導フィラー１２の長軸が面方向に配向する樹脂シート２５として使用することもできる。

シリコーンは、例えば、ジメチルジクロロシランのようなオルガノハロシランから生成されるシラノールを脱水縮合することで得ることができる。また、シリコーンは、例えば、環状ジオルガノシロキサンを開環重合することで得ることもできる。

熱伝導フィラー１２は上述したものを使用することができる。また、樹脂組成物に対する熱伝導フィラー１２の含有量は５２体積％以上７５体積％以下である。熱伝導フィラー１２は、シリコーンに対する反応性を向上させるため、例えばシランカップリング剤及び界面活性剤などの表面処理剤で表面処理されてもよい。熱伝導フィラー１２は、シリコーンに添加される前に表面処理されてもよく、シリコーンと一緒に混合しながらインテグラルブレンド法で表面処理されてもよい。ただし、シリコーンに対する熱伝導フィラー１２の反応性をより向上させるためには、熱伝導フィラー１２はシリコーンに添加される前に表面処理されることが好ましい。

原料は、架橋剤、シリコーンオイルなどの可塑剤、及び上述した補強剤などの添加剤を含んでいてもよい。架橋剤は例えば有機過酸化物を含んでいてもよい。有機過酸化物を添加することによって、後述する架橋工程において、シリコーンにフリーラジカルを発生させることができる。有機過酸化物は、例えば、２，５－ジメチル－２，５－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルパーオキサイド、２，５－ジメチル－２，５－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）ヘキシン－３、１，３－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）－３，３，５－トリメチルシクロヘキサン、ｎ－ブチル－４，４－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）バレレート、ベンゾイルパーオキサイド、２，４－ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、及び、ｔｅｒｔ－ブチルクミルパーオキサイドなどを用いることができる。有機過酸化物は、一種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。有機過酸化物の添加量は、シリコーン１００質量部に対して０．０５～３質量部であることが好ましい。

押出成形機での成形温度は、シリコーンが架橋剤によって架橋される温度よりも低い温度であることが好ましい。成形温度は、樹脂組成物の組成などによって適宜変更することができるが、例えば、２０℃～５０℃である。

樹脂シート２５は、熱伝導シート１０の上記ピーク強度比が所定の値以下となれば特に限定されないが、押出時のシート厚を調節することによって、熱伝導フィラー１２の長軸を樹脂シート２５の押出方向に配向させることができる。具体的には、シート厚の設定条件を例えば０．３～２．０ｍｍの範囲とすることで、熱伝導フィラー１２の長軸をシートの押出方向に配向させることができる。

樹脂シート２５の厚さは特に限定されないが、生産速度の観点から、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましい。また、樹脂シート２５の厚さは、生産の容易さの観点から、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。

樹脂シート２５は、巻取ロールでロール状に巻き取られた後に後述する積層体成形機３０に間接的に供給されてもよく、樹脂シート２５を巻取ロールなどで巻き取らずに積層体成形機３０に直接供給されてもよい。

（積層体形成工程）
積層体形成工程では、樹脂シート２５を、プリーツ加工によって折り畳んで積層体２６を形成する。プリーツ加工は、図２に示すように、例えばアコーディオンプリーツマシンのような積層体成形機３０によって形成することができる。積層体成形機３０は、例えば、載置台３１と、第１ブレード３２と、第２ブレード３３と、第１プレート３４と、第２プレート３５と、スライド部３６とを備えている。

巻取ロール又は押出機２０から積層体成形機３０に供給された樹脂シート２５は、載置台３１の上に載置される。載置台３１は、樹脂シート２５を搬送する際に樹脂シート２５を支持する。載置台３１は、一時的に樹脂シート２５を支持するために用いられるものであるため、載置台３１に代えて樹脂シート２５を搬送する搬送ロールのようなものが用いられてもよい。載置台３１を通過した樹脂シート２５は、第１ブレード３２及び第２ブレード３３の間を通過し、第１プレート３４、第２プレート３５及びスライド部３６で包囲された空間３７に向かって搬送される。

第１ブレード３２は、樹脂シート２５の一方の面側に配置されている。第１ブレード３２は、具体的には、樹脂シート２５の上方に配置されている。第１ブレード３２は、樹脂シート２５の押出方向かつ厚さ方向に対して垂直方向である幅方向に延在する略矩形状のブレードである。第１ブレード３２は、樹脂シート２５の厚さ方向及び押出方向に動くように設けられている。そのため、第１ブレード３２が下方へ移動することで、第１ブレード３２の下方を通過する樹脂シート２５を、第１ブレード３２が接する部分で、樹脂シート２５の幅方向に沿って屈曲部（屈曲線）が形成されるように樹脂シート２５を屈曲させながら押し下げる。また、第１ブレード３２が樹脂シート２５に接した状態で押出方向前方に移動することにより、樹脂シート２５を押出方向前方に移動させる。

第２ブレード３３は、樹脂シート２５の一方の面とは反対の面側に配置されている。第２ブレード３３は、具体的には、樹脂シート２５の下方に配置されている。第２ブレード３３は、樹脂シート２５の幅方向に延在する略矩形状のブレードである。第２ブレード３３は、樹脂シート２５の厚さ方向及び押出方向に動くように設けられている。そのため、第２ブレード３３が上方へ移動することで、第２ブレード３３の上方を通過する樹脂シート２５を、第２ブレード３３が接する部分で、樹脂シート２５の幅方向に沿って屈曲部が形成されるように樹脂シート２５を屈曲させながら押し上げる。また、第２ブレード３３が樹脂シート２５に接した状態で押出方向前方に移動することにより、樹脂シート２５を押出方向前方に移動させる。

第１ブレード３２と第２ブレード３３とは、押出方向において、所定の間隔を空けて配置されている。第１ブレード３２が樹脂シート２５を屈曲させながら押し下げ、第２ブレード３３が樹脂シート２５を屈曲させながら押し上げる。また、第１ブレード３２及び第２ブレード３３は押出方向前方に移動する。そのため、樹脂シート２５は、Ｚ字状に屈曲しながら空間３７に収容される。なお、第１ブレード３２及び第２ブレード３３によって樹脂シート２５がＺ字状に屈曲する際、樹脂シート２５は屈曲部間で引き伸ばされてもよい。これにより、樹脂シート２５の押出方向に熱伝導フィラー１２の長軸が配向しやすくなる。

第１ブレード３２及び第２ブレード３３は、Ｚ字状の樹脂シート２５が空間３７に収容されると元の位置に戻る。そして、第１ブレード３２は厚さ方向下側及び押出方向前方に移動し、第２ブレード３３は厚さ方向上側及び押出方向前方に移動することで、先ほどと同様に、樹脂シート２５をＺ字状に屈曲させる。これが繰り返されることにより、第１ブレード３２及び第２ブレード３３は、押出方向において所定の間隔を空けて、樹脂シート２５を繰り返しＺ字状に屈曲させることができる。なお、本実施形態では、第１ブレード３２は第２ブレード３３に対して押出方向において前方に配置されているが、第１ブレード３２は第２ブレード３３に対して押出方向において後方に配置されてもよい。

空間３７の樹脂シート２５の押出方向前方には、スライド部３６が設けられている。第２プレート３５は第１プレート３４と空間３７を介して平行に配置されており、スライド部３６は第１プレート３４と第２プレート３５との間に配置されている。スライド部３６は、第１プレート３４及び第２プレート３５に対してスライド可能なように設けられている。空間３７には、略Ｚ字状に屈曲した樹脂シート２５が搬送され続ける。蛇腹のように交互に繰り返し屈曲して積層した樹脂シート２５は、スライド部３６の反作用によって、空間３７内で樹脂シート２５の積層方向に加圧されることによって、積層体２６が形成される。積層体２６を加圧する力は、スライド部３６の荷重を変更することにより調整することができる。また、第１プレート３４と第２プレート３５との距離は変動可能なように設けられており、第１プレート３４と第２プレート３５との距離を変更することによって、積層体２６の幅方向の厚さを変更することができる。

以上のように、積層体形成工程では、樹脂シート２５を、第１ブレード３２と第２ブレード３３とでプリーツ加工によって折り畳んで積層体２６を形成する。

（架橋工程）
架橋工程では、積層体２６中のシリコーンを架橋して架橋された積層体２６を生成する。積層体２６中のシリコーンを架橋することにより、シリコーン同士が架橋され、物理的特性に優れたシリコーンゴム１１を生成することができる。架橋の際には、樹脂シート２５内のシリコーン同士、及び、樹脂シート２５間のシリコーン同士が架橋される。

シリコーンは、積層体２６を加熱する加熱部によって加熱することができる。加熱部は、例えば、第１プレート３４に含まれていてもよい。加熱温度は、原料となるシリコーン及び架橋剤の種類にもよるが、例えば、１２０℃～１９０℃である。シリコーンの加熱時間は、原料となるシリコーン及び架橋剤の種類にもよるが、例えば、３分～２０分である。積層体２６は加圧しながら加熱してもよく、積層体２６を加圧する圧力は、例えば、５ｋＰａ～１５ｋＰａである。なお、本実施形態では、第１プレート３４が加熱部を含む例について説明したが、加熱部は、第２プレート３５又はスライド部３６のような部材に含まれていてもよい。

（スライス工程）
スライス工程では、架橋された積層体２６を、樹脂シート２５の屈曲部が露出する面に対して平行にスライスしてもよい。樹脂シート２５は、上述のように、幅方向に沿って屈曲部が形成されるように略Ｚ字状に屈曲される。そのため、積層体２６では、屈曲部が露出する面に対して垂直方向に、熱伝導フィラー１２の長軸が配向している。そのため、上記のようにスライスすることにより、所望の厚さを有し、熱伝導フィラー１２の長軸が厚さ方向に配向する熱伝導シート１０を得ることができる。なお、スライス前の積層体２６が所望の厚さを有している場合には、スライス工程は必要でなく、積層体２６を熱伝導シート１０としてそのまま電子機器などに用いてもよい。

このようにして製造される熱伝導シート１０の厚さ方向からＸ線回折法で測定したスペクトルのうち（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合は０．３１以下である。上記割合を０．３１以下とすることにより、熱伝導シート１０の厚さ方向に熱伝導フィラー１２の（１００）面が配向するため、熱伝導シート１０の厚さ方向の熱伝導性が向上する。なお、熱伝導シート１０の厚さ方向は、積層体２６の屈曲部が露出する面に対して垂直方向に相当する。

以上の通り、本実施形態に係る熱伝導シート１０の製造方法は、積層体形成工程と、架橋工程とを含む。積層体形成工程では、樹脂シート２５を、樹脂シート２５の一方の面側に配置された第１ブレード３２と、樹脂シート２５の一方の面とは反対の面側に配置された第２ブレード３３とでプリーツ加工によって折り畳んで積層体２６を形成する。樹脂シート２５は、シリコーンと、シリコーン内に分散された異方性の熱伝導フィラー１２とを含有する樹脂組成物を備え、熱伝導フィラー１２の長軸が面方向に配向する。架橋工程では、積層体２６中のシリコーンを架橋して架橋された積層体２６を生成する。樹脂組成物に対する熱伝導フィラー１２の含有量は５２体積％以上７５体積％以下である。また、熱伝導シート１０の厚さ方向からＸ線回折法で測定したスペクトルのうち（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合は０．３１以下である。

本実施形態に係る熱伝導シート１０の製造方法によれば、上述したような厚さ方向に高い熱伝導性を有する熱伝導シート１０を製造することができる。また、上記方法によれば、積層体成形機３０のピッチ及びクリアランスなどの設定を変更することで熱伝導フィラーの長軸の配向を容易に制御することができる。そのため、従来技術のように、特殊な金型を用いて押出成形しなくても、熱伝導性の高い熱伝導シート１０を製造することができる。また、従来技術のように、特殊な金型を用いて樹脂の流動性を制御する必要がないため、生産性を向上させることも期待できる。なお、ピッチは、第１ブレード３２が最も下側に移動し、第２ブレード３３が最も上側に移動した場合における、第１ブレード３２と第２ブレード３３との間であって、樹脂シート２５の積層方向における距離に相当する。クリアランスは、第１プレート３４と第２プレート３５との間の距離であり、樹脂シート２５の屈曲部間の距離に相当する。

以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。

以下の材料を表１に示す比率で十分に混練され、熱伝導フィラーの長軸が面方向（押出方向）に配向する樹脂シートを単軸押出成形機で作製した。作製した樹脂シートの厚さを表１に示す。なお、表１の熱伝導フィラーの体積割合は、熱伝導フィラーの質量及び密度から算出された体積を、熱伝導シートの体積で除することによって算出した。

シリコーン ダウ社ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）ＤＹ３２－１００５Ｕ
架橋剤Ａ ２，５－ジメチル－２，５－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン ダウ社ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）ＲＣ－４ ５０Ｐ
架橋剤Ｂ ダウ社ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）ＭＲ－５３
可塑剤 シリコーンオイル 信越化学工業株式会社信越シリコーン（登録商標）ＫＦ９６００－３０００ｃｓ
熱伝導フィラー 異方性窒化ホウ素（ＢＮ） Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製ＰｏｌａｒＴｈｅｒｍ（登録商標）ＰＴ１１０ 平均粒子径４５μｍ

得られた樹脂シートを、図２に示すような株式会社東洋工機製のアコーディオンプリーツマシン（製品名 アコーディオンプリーツマシン ＴＫ-１１）で蛇腹状にプリーツ加工した。上記マシンは、上述したように、樹脂シート２５を、樹脂シート２５の一方の面側に配置された第１ブレード３２と、樹脂シート２５の一方の面とは反対の面側に配置された第２ブレード３３とでプリーツ加工によって折り畳んで積層体２６を形成することができる。アコーディオンプリーツマシンは、スライド部３６の荷重を４ｋｇ以上、ピッチ及びクリアランスを表１に示すように設定した。なお、ピッチは、第１ブレード３２が最も下側に移動し、第２ブレード３３が最も上側に移動した場合における、第１ブレード３２と第２ブレード３３との間であって、樹脂シート２５の積層方向における距離に相当する。クリアランスは、第１プレート３４と第２プレート３５との間の距離であり、樹脂シート２５の屈曲部間の距離に相当する。

上記マシンの第１プレート３４が加熱部を含んでおり、加熱部の温度を１７０℃に設定した。そして、得られた積層体２６中のシリコーンが架橋された積層体２６を生成した。架橋された積層体２６を、樹脂シートの屈曲部が露出する面に対して平行に厚さ１ｍｍでスライスした。このようにして、熱伝導シートを得た。

［評価］
（Ｘ線回折）
熱伝導シートの厚さ方向の最表面を、広角Ｘ線回折装置を用い、Ｘ線源Ｃｕ－Ｋα、管電圧５０Ｖ及び管電流１０００μＡ測定した。測定して得られたＸＲＤパターンから、（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合（（００２）面のピーク強度／（１００）面のピーク強度）を算出した。

（熱伝導率）
熱伝導シートの厚さ方向の熱伝導率を熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製熱伝導率測定装置ＨＣ－１１０）を用いて測定した。熱伝導率は、以下の数式（１）を算出することにより得た。
λ＝α・ρ・Ｃｐ ・・・・（１）
上記数式（１）中、λは２５℃の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）、αは２５℃の熱拡散率（ｍ^２／ｓ）、Ｃｐは２５℃の比熱容量（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、ρは２５℃の密度（ｋｇ／ｍ^３）を表す。なお、熱拡散率はＪＩＳ Ｒ１６１１に準じてレーザーフラッシュ法によって測定した。比熱容量はＪＩＳ Ｋ７１２３-１９８７に準じてＤＳＣ法によって測定した。密度はＪＩＳ Ｋ７１１２：１９９９に準じて水中置換法によって測定した。
この測定結果を表１に示す。

実施例１の熱伝導シートでは、熱伝導率が８．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であった。（１００）面のピーク強度に対する（００２）面のピーク強度の割合が０．３１以下であったためと考えられる。

一方、比較例１の熱伝導シートは、実施例１と同一の樹脂シートを用いて作製したが、熱伝導率は７．８Ｗ／ｍ・Ｋ以下であった。プリーツマシンのピッチ及びクリアランスを広くして樹脂成形体を作製したため、プリーツ加工時に樹脂シートが延伸されず、熱伝導シートの配向が十分ではなかったと考えられる。そのため、ピーク強度比が０．３１を超え、実施例１の熱伝導シートよりも熱伝導率が低下したと考えられる。

比較例２及び比較例３の熱伝導シートでは、プリーツ加工できなかった。熱伝導フィラーの含有量が少なく、シートのべたつきが大きいため、プリーツマシン内で形状が崩れてしまい、配向方向を保てなかったためと考えられる。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１０ 熱伝導シート
１１ シリコーンゴム
１２ 熱伝導フィラー
２５ 樹脂シート
２６ 積層体
３２ 第１ブレード
３３ 第２ブレード

Claims (3)

1. 熱伝導シートの製造方法であって、
   シリコーンと、前記シリコーン内に分散された異方性の窒化ホウ素を含む熱伝導フィラーとを含有する樹脂組成物を備え、前記熱伝導フィラーの長軸が面方向に配向する樹脂シートを、前記樹脂シートの一方の面側に配置された第１ブレードと、前記樹脂シートの前記一方の面とは反対の面側に配置された第２ブレードとでプリーツ加工によって折り畳んで積層体を形成する積層体形成工程と、
   前記積層体中の前記シリコーンを架橋して架橋された積層体を生成する架橋工程と、
   を含み、
   樹脂組成物に対する前記熱伝導フィラーの含有量は５２体積％以上７５体積％以下であり、
   前記熱伝導シートの厚さ方向からＸ線回折法で測定したスペクトルのうち前記窒化ホウ素の（１００）面のピーク強度に対する前記窒化ホウ素の（００２）面のピーク強度の割合は０．３１以下である、熱伝導シートの製造方法。
2. 前記架橋された積層体を、前記樹脂シートの屈曲部が露出する面に対して平行にスライスするスライス工程をさらに含む、請求項１に記載の熱伝導シートの製造方法。
3. 前記第１ブレードが最も前記一方の面側に移動し、前記第２ブレードが最も前記反対の面側に移動した場合における、前記第１ブレードと前記第２ブレードとの間であって、前記樹脂シートの積層方向における距離は１０ｍｍ以下であり、
   前記樹脂シートの屈曲部間の距離は１５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の熱伝導シートの製造方法。

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