JP7275902B2 - 熱伝導シートおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱伝導シートおよび熱伝導シートの製造方法に関するものである。

近年、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や集積回路（ＩＣ）チップ等の電子部品は、高性能化に伴って発熱量が増大している。その結果、電子部品を用いた電子機器では、電子部品の温度上昇による機能障害対策を講じる必要が生じている。

電子部品の温度上昇による機能障害対策としては、一般に、電子部品等の発熱体に対し、金属製のヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体を取り付けることによって、放熱を促進させる方法が採られている。そして、放熱体を使用する際には、発熱体から放熱体へと熱を効率的に伝えるために、熱伝導率が高いシート状の部材（熱伝導シート）を介在させた状態で発熱体と放熱体とを密着させている。

従って、発熱体と放熱体との間に挟み込んで使用される熱伝導シートには、優れた熱伝導性を発揮することが求められている。

そこで、例えば特許文献１では、常温常圧下で液体の樹脂と、常温常圧下で固体の樹脂と、粒子状炭素材料と、を含み、０．０５ＭＰａ加圧下での熱抵抗値が０．３０℃／Ｗ以下である熱伝導シートが提案されている。

特開２０１８－１２９３７７号公報

ここで近年、熱伝導シートを備える電子機器は、組み立て工程の機械化が進んでいる。例えば、熱伝導シートを電子機器に実装するに際しては、吸引部を備える搬送装置による熱伝導シートの搬送が行われている。より具体的には、吸引部で熱伝導シートを吸い上げ、熱伝導シートが吸着した状態で吸引部を所定の位置まで移動させ、その後吸引を停止して熱伝導シートを自重により落下させて、所定の実装箇所に搬送することが行われている。
しかし、従来の熱伝導シートを上記のように吸引して搬送すると、吸引停止後も熱伝導シートが吸引部から即座に脱離しない場合があった。このように、熱伝導シートが吸引部からの離脱性に劣ると、熱伝導シートを備える電子機器の生産効率が低下する。

また、熱伝導シートには、引張強度を高めることが求められていた。

そこで、本発明は、優れた熱伝導性を発揮し得ると共に、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れる熱伝導シートを提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行なった。そして、本発明者は、所定の熱伝導率を有しつつ、所定サイズの微小孔を平面視面積１００ｃｍ^２当たり所定の個数有する熱伝導シートであれば、優れた熱伝導性および引張強度を発揮し得ると共に、吸引停止時に容易に吸引部から脱離すること、並びに、所定の製造方法を用いれば上述した熱伝導シートを容易に得ることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の熱伝導シートは、樹脂および熱伝導性充填材とを含む熱伝導シートであって、厚み方向の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、前記熱伝導シートを厚み方向に貫通し、孔径が４８μｍ以上５００μｍ以下である微小孔を複数有し、そして、前記微小孔の数が、前記熱伝導シートの平面視面積１００ｃｍ^２当たり３個以上４０個以下であることを特徴とする。このように、厚み方向の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、且つ、上記微小孔を平面視面積１００ｃｍ^２当たり３個以上４０個以下有する熱伝導シートは、優れた熱伝導性を発揮し得ると共に、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れる。
なお、本発明において、「孔径が４８μｍ以上５００μｍ以下である」とは、孔の最大径と最小径の双方が４８μｍ以上５００μｍ以下であることを意味する。また、本発明において、「熱伝導率」および「微小孔の数」は、実施例に記載の方法を用いて測定することができる。

ここで、本発明の熱伝導シートは、前記熱伝導性充填材が粒子状炭素材料を含み、前記粒子状炭素材料の平均粒子径が１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。体積平均粒子径が１０μｍ以上１００μｍ以下の粒子状炭素材料を含んでいれば、熱伝導性を更に高めることができる。

また、本発明の熱伝導シートは、平均厚みが２００μｍ以下であることが好ましい。平均厚みが２００μｍ以下であれば、熱伝導シートの実装時のデバイス内における配置の自由度を高めることができる。
なお、本発明において、「平均厚み」は、実施例に記載の方法を用いて測定することができる。

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の熱伝導シートの製造方法は、樹脂と熱伝導性充填材とを含有する樹脂ブロックをスライス機構でスライスして熱伝導シートを得る工程を含む熱伝導シートの製造方法であって、前記スライス機構が、スライド面を有する支持台、逃げ面と、すくい面と、前記逃げ面とすくい面との交差角部よりなる刃先とを有し、前記刃先が前記スライド面から突出するように配置された切断刃、および、前記すくい面に対向配置されたガイド部材を備え、前記スライスを、前記樹脂ブロックを前記スライド面に押圧しながらスライドさせて、前記樹脂ブロックから切り出された部分が前記すくい面と前記ガイド部材との間を通過するように行うことを特徴とする。このように、支持台と、切断刃と、切断刃のすくい面に対向配置されたガイド部材とを備えるスライス機構を用いて樹脂ブロックをスライスすれば、樹脂ブロックのスライス片よりなる熱伝導シートがカールするのを抑制することができるので、優れた熱伝導性を発揮し得ると共に、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れた熱伝導シートを得ることができる。
なお、本発明において、切断刃の「逃げ面」とは、その一部をスライスにより切り出された樹脂ブロックが進行する側の面を意味し、切断刃の「すくい面」とは、スライスにより樹脂ブロックから切り出された部分が進行する側の面を意味する。

ここで、本発明の熱伝導シートの製造方法は、前記スライス機構が、更に、前記切断刃の前記すくい面に接しつつ前記ガイド部材に対向するよう配置された補助ガイド部材を備えることが好ましい。樹脂ブロックから切り出された部分が、補助ガイド部材を備えるすくい面とガイド部材との間（換言すると、すくい面に配置された補助ガイド部材とガイド部材の間）を通過するようにスライスすれば、熱伝導シートがカールするのを十分に抑制し、優れた熱伝導性を発揮し得ると共に、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れた熱伝導シートを得ることができる。

そして、本発明の熱伝導シートの製造方法は、前記ガイド部材の長さが１．０ｃｍ以上であることが好ましい。ガイド部材の長さが１．０ｃｍ以上であれば、熱伝導シートがカールするのを十分に抑制し、優れた熱伝導性を発揮し得ると共に、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れた熱伝導シートを得ることができる。

更に、本発明の熱伝導シートの製造方法は、前記すくい面に対向する前記ガイド部材の表面の静摩擦係数が、０．４以下であることが好ましい。すくい面に対向するガイド部材の表面の静摩擦係数が０．４以下であれば、樹脂ブロックから切り出された部分をすくい面とガイド部材との間に良好に通過させることができる。
なお、本発明において、「静摩擦係数」は、実施例に記載の方法を用いて測定することができる。

本発明によれば、優れた熱伝導性を発揮し得ると共に、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れる熱伝導シートを提供することができる。

（ａ）～（ｃ）は、本発明に従う熱伝導シートの製造方法の一例を用いて熱伝導シートを製造する過程を示す説明図（側面図）である。 スライス角度ａで、積層体である樹脂ブロックをスライスする様子を示す平面図であり、（ａ）はスライス角度ａが０°である場合を示し、（ｂ）はスライス角度ａが１５°である場合を示し、（ｃ）はスライス角度ａが４５°である場合を示し、（ｄ）はスライス角度ａが７５°である場合を示し、（ｅ）はスライス角度ａが９０°である場合を示す。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の熱伝導シートは、電子部品等の発熱体と、金属製のヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体との間に挟み込んで使用されるものであり、例えば本発明の熱伝導シートの製造方法を用いて製造することができる。

（熱伝導シート）
本発明の熱伝導シートは、樹脂と、熱伝導性充填材とを含み、任意に添加剤を更に含み得る。また、本発明の熱伝導シートは、厚み方向の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを必要とする。更に、本発明の熱伝導シートは、当該シートを厚み方向に貫通する微小孔（孔径：４８μｍ以上５００μｍ以下）を、シートの平面視面積１００ｃｍ^２当たり３個以上４０個以下有することを必要とする。厚み方向の伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、且つ所定の微小孔が平面視面積１００ｃｍ^２当たり３個以上４０個以下存在する熱伝導シートは、優れた熱伝導性および引張強度を有すると共に、吸引部を備える搬送装置を用いた搬送に際し、吸引停止時に容易に吸引部から脱離し得る。そのため、本発明の熱伝導シートを用いれば、熱伝導性および引張強度に優れる熱伝導シートを備える電子機器を効率良く生産することができる。

＜樹脂＞
ここで、樹脂としては、常温常圧下で液体の樹脂と、常温常圧下で固体の樹脂との少なくとも一方を用いることができる。なお、本明細書において、「常温」とは２３℃を指し、「常圧」とは、１ａｔｍ（絶対圧）を指す。

常温常圧下で液体の樹脂としては、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂および常温常圧下で液体の熱硬化性樹脂が挙げられる。
そして、常温常圧下で液体の熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。
また、常温常圧下で液体の熱硬化性樹脂としては、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；水素化ニトリルゴム；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；ポリイソブチレンゴム；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；ポリイミドシリコーン樹脂；ポリウレタン；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；などが挙げられる。

また、常温常圧下で固体の樹脂としては、常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂および常温常圧下で固体の熱硬化性樹脂が挙げられる。
そして、常温常圧下で固体の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ（アクリル酸２－エチルヘキシル）、アクリル酸とアクリル酸２－エチルヘキシルとの共重合体、ポリメタクリル酸またはそのエステル、ポリアクリル酸またはそのエステルなどのアクリル樹脂；シリコン樹脂；フッ素樹脂；ポリエチレン；ポリプロピレン；エチレン－プロピレン共重合体；ポリメチルペンテン；ポリ塩化ビニル；ポリ塩化ビニリデン；ポリ酢酸ビニル；エチレン－酢酸ビニル共重合体；ポリビニルアルコール；ポリアセタール；ポリエチレンテレフタレート；ポリブチレンテレフタレート；ポリエチレンナフタレート；ポリスチレン；ポリアクリロニトリル；スチレン－アクリロニトリル共重合体；アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）；スチレン－ブタジエンブロック共重合体またはその水素添加物；スチレン－イソプレンブロック共重合体またはその水素添加物；ポリフェニレンエーテル；変性ポリフェニレンエーテル；脂肪族ポリアミド類；芳香族ポリアミド類；ポリアミドイミド；ポリカーボネート；ポリフェニレンスルフィド；ポリサルホン；ポリエーテルサルホン；ポリエーテルニトリル；ポリエーテルケトン；ポリケトン；ポリウレタン；液晶ポリマー；アイオノマー；などが挙げられる。
また、常温常圧下で固体の熱硬化性樹脂としては、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；水素化ニトリルゴム；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；ポリイソブチレンゴム；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；ポリイミドシリコーン樹脂；ポリウレタン；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；などが挙げられる。

中でも、樹脂としては、常温常圧下で液体のフッ素樹脂と、常温常圧下で固体のフッ素樹脂とを用いることが好ましい。
なお、上述した樹脂は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

＜熱伝導性充填材＞
熱伝導性充填材としては、特に限定されることなく、例えば、アルミナ粒子、酸化亜鉛粒子、窒化ホウ素粒子、窒化アルミニウム粒子、窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子、酸化マグネシウム粒子および粒子状炭素材料（例えば、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、薄片化黒鉛、天然黒鉛、酸処理黒鉛、膨張性黒鉛、膨張化黒鉛、カーボンブラック等）などの粒子状材料、並びに、カーボンナノチューブ、気相成長炭素繊維、有機繊維を炭化して得られる炭素繊維、およびそれらの切断物などの繊維状材料が挙げられる。中でも、熱伝導性充填材としては、窒化ホウ素粒子、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、膨張性黒鉛および膨張化黒鉛等の鱗片状粒子材料；並びに、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と称することがある。）などの繊維状炭素ナノ材料；からなる群より選択される少なくとも１種を用いることが好ましく、鱗片状粒子材料を用いることがより好ましく、鱗片状黒鉛および膨張化黒鉛等の異方性黒鉛を用いることが更に好ましく、膨張化黒鉛を用いることが特に好ましい。これらの熱伝導性充填材を用いれば、熱伝導シートの熱伝導性を更に高めることができる。
なお、熱伝導性充填材は、１種を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、熱伝導性充填材として使用し得る粒子状炭素材料などの粒子状材料の体積平均粒子径は、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上８０μｍ以下であることがより好ましい。体積平均粒子径が上記範囲内であれば、熱伝導シートの熱伝導性を更に高めることができる。

そして、熱伝導性充填材の含有量は、特に限定されることなく、例えば、上述した樹脂１００質量部当たり、５質量部以上とすることが好ましく、５０質量部以上とすることがより好ましく、８０質量部以上とすることが更に好ましく、１５０質量部以下とすることが好ましく、１２０質量部以下とすることがより好ましく、１００質量部以下とすることが更に好ましい。熱伝導性充填材の含有量が上記下限値以上であれば、熱伝導シートの熱伝導性を十分に高めることができる。
また、熱伝導性充填材の含有量が上記上限値以下であれば、熱伝導シートの内部応力が過度に上昇することもなく、カールの発生による微小孔の増加を抑制することができる。結果として、熱伝導シートの引張強度を更に向上させることができる。

＜添加剤＞
熱伝導シートに任意に含有させ得る添加剤としては、特に限定されることなく、例えば、難燃剤、可塑剤、靭性改良剤、吸湿剤、接着力向上剤、濡れ性向上剤、イオントラップ剤などが挙げられる。

＜熱伝導シートの性状＞
［厚み方向の熱伝導率］
そして、本発明の熱伝導シートは、厚み方向の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが必要であり、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが更に好ましい。厚み方向の熱伝導率が上記下限値以上であれば、発熱体から放熱体へと良好に熱を伝えることができる。

［微小孔］
また、本発明の熱伝導シートは、孔径が４８μｍ以上５００μｍ以下である微小孔を複数個有する。ここで、微小孔は、熱伝導シートを厚み方向に貫通する孔であり、即ち、微小孔は、熱伝導シートの一方の主面の開口部から他方の主面の開口部にかけて延在した開空間を形成する。この開空間は、例えば略円柱状であり、その側面は熱伝導シートに含まれる成分（例えば、樹脂、熱伝導性充填材、および／または任意に含有させ得る添加剤）により画定される。

そして、本発明の熱伝導シートは、上述した微小孔を、平面視面積１００ｃｍ^２当たり（即ち、片方の主面の面積１００ｃｍ^２当たり）３個以上４０個以下有することが必要であり、平面視面積１００ｃｍ^２当たりの微小孔の数（微小孔数／１００ｃｍ^２）は、４個以上であることが好ましく、３０個以下であることが好ましく、２５個以下であることがより好ましく、１５個以下であることが更に好ましい。微小孔数／１００ｃｍ^２が上記下限値未満であると、熱伝導シートの吸引部からの離脱性が損なわれる。一方、微小孔数／１００ｃｍ^２が上記上限値超であると、熱伝導シートの引張強度が低下する。

ここで、微小孔を有する熱伝導シートを得る方法は、特に限定されない。例えば、微小孔は、製造時における熱伝導シートのカールに起因して生じうる。より具体的には、樹脂ブロックをスライスして熱伝導シートを製造する場合、スライス時に内部応力が生じる。この内部応力により得られる熱伝導シートがカールし、カールの歪により微小孔が生じうる。特に、後述のように積層体を構成していたプレ熱伝導シートのスライス片（樹脂と、熱伝導性充填材とを含む条片）が並列接合されてなる構成を有する熱伝導シートは、カールの歪みにより隣接する条片同士の間に微小孔が生じやすい。
そして、微小孔数／１００ｃｍ^２は、上述したカールの度合いを調整することにより制御することができる。例えば、熱伝導シート中に占める樹脂および／または熱伝導性充填材の割合、熱伝導性充填材のサイズ（体積平均粒子径）、熱伝導シートの平均厚み、並びに熱伝導シートの製造条件を変更することでカールの度合いを調整し、微小孔数／１００ｃｍ^２を制御することができる。

［引張強度］
更に、熱伝導シートの引張強度は、０．４５ＭＰａ以上であることが好ましく、０．５０ＭＰａ以上であることがより好ましく、１．００ＭＰａ以下であることが好ましく、０．７０ＭＰａ以下であることがより好ましい。引張強度が上記下限値以上であれば、十分な強度を確保することができる。また、引張強度が上記上限値以下であれば、熱伝導シートの製造が容易である。
なお、本発明において、「引張強度」および「面内の引張強度のバラツキ」は、実施例に記載の方法を用いて測定することができる。

そして、熱伝導シートは、面内の引張強度のバラツキが０．１０ＭＰａ以下であることが好ましく、０．０８ＭＰａ以下であることがより好ましい。面内の引張強度のバラツキが上記上限値以下であれば、熱伝導シートの均一性を十分に高めることができる。

［形状］
熱伝導シートは、平面視における面積が３６００ｍｍ^２以上であることが好ましく、１００００ｍｍ^２以上であることがより好ましい。平面視面積が上記下限値以上であれば、生産性を高めることができる。

また、熱伝導シートは、平均厚みが２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以上であることが好ましく、８０μｍ以上であることがより好ましい。平均厚みが上記上限値以下であれば、熱伝導シートの実装時のデバイス内における配置の自由度を高めることができる。また、平均厚みが上記下限値以上であれば、熱伝導シートの強度を十分に確保することができる。

なお、本発明の熱伝導シートは、例えば本発明の熱伝導シートの製造方法を用いて製造することができ、特に限定されることなく、樹脂と熱伝導性充填材とを含む条片が条片の幅方向に並列接合された構成を有し得る。

（熱伝導シートの製造方法）
本発明の熱伝導シートの製造方法は、樹脂と、熱伝導性充填材とを含み、任意に添加剤を更に含有し得る熱伝導シートを製造する際に用いられる。中でも、本発明の熱伝導シートの製造方法は、上述した本発明の熱伝導シートを製造する際に好適に用いることができる。

そして、本発明の熱伝導シートの製造方法は、樹脂と熱伝導性充填材とを含有する樹脂ブロックをスライス機構でスライスして熱伝導シートを得る工程を含む。ここで、本発明の熱伝導シートの製造方法で用いるスライス機構は、スライド面を有する支持台と、逃げ面、すくい面および逃げ面とすくい面との交差角部よりなる刃先を有し、刃先が前記スライド面から突出するよう配置された切断刃と、切断刃のすくい面に対向配置されたガイド部材とを備える。そして、本発明の熱伝導シートの製造方法では、上記スライス機構を使用して、樹脂ブロックをスライド面に押圧しながらスライドさせて切断刃と接触させ、樹脂ブロックから切り出された部分がすくい面とガイド部材との間を通過するようにスライスを行うことを必要とする。

このように、スライド面を有する支持台と、スライド面からその一部が突出した切断刃と、切断刃のすくい面に対向配置されたガイド部材とを備えるスライス機構を用いて、スライド面上で樹脂ブロックを押圧しながらスライドしてスライスを行い、樹脂ブロックの切り出された部分をすくい面とガイド部材との間を通過させれば、樹脂ブロックのスライス片よりなる熱伝導シートが過度にカールするのを抑制することができる。従って、スライス時のカールに起因して熱伝導シートに生成する微小孔の数を適切な範囲内として、熱伝導性充填材による熱伝導性を十分に確保しつつ、さらには、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れる熱伝導シートを得ることができる。

なお、熱伝導性充填材の含有量が多い場合、体積平均粒子径の小さい熱伝導性充填材を使用した場合、および、製造する熱伝導シートの厚みを薄くした場合には、通常、得られる熱伝導シートがカールし易いが、本発明の熱伝導シートの製造方法によれば、これらの場合であっても熱伝導シートのカールを十分に抑制することができる。

＜樹脂ブロック＞
ここで、熱伝導シートの材料となる樹脂ブロックは、樹脂と、熱伝導性充填材とを含有し、任意に添加剤を更に含有する。
なお、樹脂、熱伝導性充填材および添加剤としては、上述した本発明の熱伝導シートと同様のものを用いることができ、その好適な態様についても上述した本発明の熱伝導シートと同様であるため、以下では説明を省略する。

［樹脂ブロックの形状および構造］
樹脂ブロックの形状は、特に限定されることなく、スライスした際に所望の形状の熱伝導シートが得られる形状とすることができる。具体的には、例えば、矩形状の熱伝導シートを製造する場合には、樹脂ブロックの形状は、直方体であることが好ましい。

また、樹脂ブロックの構造は、特に限定されることなく、樹脂と、熱伝導性充填材とを含有し、任意に添加剤を更に含有する樹脂組成物を金型などの既知の成形装置を用いて所望の形状に成形してなる構造であってもよいし、樹脂と、熱伝導性充填材とを含有し、任意に添加剤を更に含有する樹脂組成物をシート状に成形して得たシート（プレ熱伝導シート）を積層、折畳または捲回してなる構造であってもよい。
なお、プレ熱伝導シートを積層してなる積層体では、通常、プレ熱伝導シートの表面同士の接着力は、プレ熱伝導シートを積層する際の圧力により充分に得られる。しかし、接着力が不足する場合や、積層体の層間剥離を十分に抑制する必要がある場合には、プレ熱伝導シートの表面を溶剤で若干溶解させた状態で積層を行ってもよいし、プレ熱伝導シートの表面に接着剤を塗布した状態またはプレ熱伝導シートの表面に接着層を設けた状態で積層を行ってもよいし、プレ熱伝導シートを積層させた積層体を積層方向に更にプレスしてもよい。

ここで、プレ熱伝導シートは、特に限定されないが、引張強度が、０．３ＭＰａ以上であることが好ましく、１．０ＭＰａ以上であることがより好ましく、１．５ＭＰａ以上であることが更に好ましく、３．０ＭＰａ以下であることが好ましく、２．５ＭＰａ以下であることがより好ましく、２．０ＭＰａ以下であることが更に好ましい。プレ熱伝導シートの引張強度が上記範囲内であれば、樹脂ブロックの硬度が適切に制御され、カールが抑制された熱伝導シートを効率良く得ることができる。

そして、樹脂ブロックの構造は、例えば図１（ａ）～（ｃ）に示す樹脂ブロック１０のような、樹脂と、熱伝導性充填材とを含有し、任意に添加剤を更に含有する樹脂組成物を加圧してシート状に成形し、樹脂と、熱伝導性充填材と、任意の添加剤とを含有するプレ熱伝導シート１１を得た後、得られたプレ熱伝導シート１１を厚み方向に複数枚積層してなる構造、或いは、得られたプレ熱伝導シート１１を折畳または捲回してなる構造であることが好ましい。樹脂組成物を加圧してシート状に成形してなるプレ熱伝導シートでは、熱伝導性充填材がシートの面内方向に配向するため、得られたプレ熱伝導シートを積層、折畳または捲回してなる積層体をスライスすれば、熱伝導性に異方性を有する熱伝導シートを得ることができるからである。具体的には、熱伝導性充填材を含む樹脂組成物を加圧してシート状に成形してなるプレ熱伝導シートでは、熱伝導性充填材が面内方向に配向し、面内方向の熱伝導性が向上する。従って、当該プレ熱伝導シートの積層体を積層体の積層方向、或いは、積層体の積層方向および積層体を構成するシートの双方に直交する方向にスライスすれば、厚さ方向の熱伝導性に優れる熱伝導シートを得ることができる。
なお、プレ熱伝導シートの積層体を、積層体の積層方向、或いは、積層体の積層方向および積層体を構成するプレ熱伝導シートの双方に直交する方向にスライスして得た熱伝導シートは、積層体を構成していたプレ熱伝導シートのスライス片（樹脂と、熱伝導性充填材とを含む条片）が並列接合されてなる構成を有している。換言すれば、当該熱伝導シートは、樹脂および熱伝導性充填材を含み、積層体を構成していたプレ熱伝導シートの厚みと略等しい寸法の幅を有する条片が、条片の幅方向が熱伝導シートの厚み方向と直交する姿勢で、条片の幅方向に並列接合されてなる構成を有している。ここで、特にこのような構成を有する熱伝導シートでは、スライス時にカールすると隣接する条片同士の間で剥離が起こり易く、特にスライス時に切断刃の逃げ面が接触していた面側では、カールによる剥離の影響が顕著である。そして、一度カールしたシートは、押圧などの物理的な処理により平坦にすればカール自体は解消するが、一度剥離した条片同士を再結合させるのは困難である。しかし本発明の熱伝導シートの製造方法によれば、カールの発生を抑制することができるので、条片同士の剥離を抑制し、微小孔数／１００ｃｍ^２が過度に上昇することもなく引張強度に優れる熱伝導シートを得ることができる。

＜スライス機構＞
スライス機構は、少なくとも、支持台と、支持台のスライド面から刃先が突出した切断刃と、切断刃のすくい面に対向配置されたガイド部材とを備えることを必要とする。具体的には、スライス機構の一例は、例えば図１（ａ）～（ｃ）に示すように、スライド面２１を有する支持台２０と、すくい面３１と、逃げ面３２と、すくい面３１および逃げ面３２の交差角部よりなる刃先とを有する切断刃３０と、切断刃３０のすくい面３１に対向配置されたガイド部材４０とを備えるかんなである。ここで、図示例においては、スライス機構は、更に、切断刃３０のすくい面３１に接して配置された補助ガイド部材５０を備えている。また、図示例においては、切断刃３０およびガイド部材４０は、それぞれ支持台２０に固定されている。そして、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、スライス時に樹脂ブロック１０から切り出された部分６０は、補助ガイド部材５０が設けられたすくい面３１と、ガイド部材４０のすくい面３１側の表面４１との間隙７０を通過する。

ここで、すくい面に対向するガイド部材の表面の静摩擦係数は、０．４以下であることが好ましく、０．２以下であることがより好ましい。静摩擦係数が上記上限値以下であれば、樹脂ブロックから切り出された部分をすくい面とガイド部材との間に良好に通過させ、カールの発生を良好に抑制することができる。

また、ガイド部材の長さ（切り出された部分の進行方向と平行方向の長さ）は、１．０ｃｍ以上であることが好ましく、２．０ｃｍ以上であることがより好ましく、３，０ｃｍ以上であることが更に好ましく、５．０ｃｍ以下であることが好ましく、４．０ｃｍ以下であることがより好ましい。ガイド部材の長さが上記下限値以上であれば、カールの発生を十分に抑制することができる。また、ガイド部材の長さが上記上限値以下であれば、樹脂ブロックをスライスして得た熱伝導シートをすくい面（すくい面に補助ガイド部材が設置されている場合は、補助ガイド部材）とガイド部材との間から容易に取り出すことができる。

更に、ガイド部材の配設角度は、任意に補助ガイド部材が設置されたすくい面との間に十分な間隔を確保できれば特に限定されるものではないが、カールの発生を更に良好に抑制する観点からは、すくい面（すくい面に補助ガイド部材が設置されている場合は、補助ガイド部材）と平行であることが好ましい。

また、ガイド部材とすくい面との間の間隔（すくい面に補助ガイド部材が設置されている場合は、ガイド部材と補助ガイド部材と間の間隔を意味する。）は、特に限定されるものではないが、製造する熱伝導シートの厚みの２倍以上４０倍以下であることが好ましい。当該間隔が上記下限値以上であれば、樹脂ブロックから切り出された部分をすくい面とガイド部材との間に良好に通過させ、カールの発生を良好に抑制することができる。また、ガイド部材とすくい面との間の間隔が上記上限値以下であれば、スライス機構をコンパクト化することができる。

加えて、すくい面に補助ガイド部材を設置する場合、補助ガイド部材は、切断刃のすくい面に密着している（即ち、切断刃と補助ガイド部材が、その間に隙間なく接している）ことが好ましい。補助ガイド部材と切断刃のすくい面が密着していれば、補助ガイド部材と切断刃のすくい面との間に熱伝導シートが入り込むことなく、ガイド部材との間に良好に通過させ、カールの発生を良好に抑制することができる。
なお、切断刃のすくい面に補助ガイド部材を設置する際は、補助ガイド部材は、通常、すくい面のスライド面から突出した部分（刃先付近）を覆わないように配置する。

＜スライス＞
ここで、上述したスライス機構を用いて樹脂ブロックをスライスするに際し、樹脂ブロックをスライド面に押圧する際の圧力は、０．０５ＭＰａ以上であることが好ましく、０．１０ＭＰａ以上であることがより好ましく、０．２０ＭＰａ以上であることが特に好ましく、０．５０ＭＰａ以下であることが好ましく、０．４０ＭＰａ以下であることがより好ましい。圧力が上記下限値以上であれば、樹脂ブロックをスライスして得られる熱伝導シートの厚み精度を確保することができ、一方、圧力が上記上限値以下であれば、樹脂ブロックが潰れるのを抑制することができる。
なお、樹脂ブロックが上述した積層体である場合は、積層体である樹脂ブロックを、積層方向とは垂直な方向に圧力を負荷しながらスライスすることが好ましい。

また、樹脂ブロックが上述した積層体である場合、積層体である樹脂ブロックの積層方向と切断刃の延在方向とのなすスライス角度ａは、図２に示すように、０°以上９０°以下の範囲内とすることができる。なお、図２においては、Ａが樹脂ブロック（積層体）の積層方向であり、Ｂが切断刃の延在方向である。
そして、スライス時に切断刃と直接接触し得る部分が潰れたり、積層間が剥離して崩れたりすることを抑制する観点、および、スライスして得られる熱伝導シートに均一な厚みを付与し（シート全体のうねりを低減させ）、厚み精度を向上させる観点からは、スライス角度ａは、０°超であることが好ましく、１°以上であることがより好ましく、５°以上であることが更に好ましく、３０°以上であることが一層好ましく、４０°以上であることが特に好ましく、９０°未満であることが好ましく、８９°以下であることがより好ましく、８５°以下であることが更に好ましく、６０°以下であることが一層好ましく、５０°以下であることが特に好ましい。そして、スライス角度ａは４５°であることが最も好ましい。

なお、スライス角度は、固定した切断刃に対して樹脂ブロックを進入させる（切り込ませる）角度を変更することで制御してもよく、固定した樹脂ブロックに対して切断刃を進入させる（切り込ませる）角度を変更することで制御してもよく、切断刃および樹脂ブロックを互いに近付ける進入させる（切り込ませる）相対角度を変更することで制御してもよい。

また、樹脂ブロックを容易にスライスする観点からは、スライスする際の樹脂ブロックの温度は、－２０℃以上３０℃以下とすることが好ましい。

以下、本発明について実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、実施例および比較例において、熱伝導シートの熱伝導率、微小孔数／１００ｃｍ^２、引張硬度、面内の引張強度のバラツキ、平均厚み、熱抵抗値、および、吸引部からの離脱性、並びに、ガイド部材および補助ガイド部材の静摩擦係数は、それぞれ以下の方法を使用して測定した。

＜熱伝導率＞
熱伝導シートについて、厚み方向の熱拡散率α（ｍ^２／ｓ）、定圧比熱Ｃｐ（Ｊ／ｇ・Ｋ）および比重ρ（ｇ／ｍ^３）を、それぞれ、以下の方法で測定した。
［厚み方向の熱拡散率α］
熱拡散率・熱伝導率測定装置（株式会社アイフェイズ製、製品名「アイフェイズ・モバイル １ｕ」）を使用して、ＩＳＯ ２２００７－３の規定に基づき測定した。
［定圧比熱Ｃｐ］
示差走査熱量計（Ｒｉｇａｋｕ製、製品名「ＤＳＣ８２３０」）を使用し、１０℃／分の昇温条件下、２５℃における比熱を測定した。
［比重ρ（密度）］
自動比重計（東洋精機社製、商品名「ＤＥＮＳＩＭＥＴＥＲ－Ｈ」）を用いて測定した。
そして、各測定値を、下記式（Ｉ）：
λ＝α×Ｃｐ×ρ・・・（Ｉ）
に代入し、２５℃における熱伝導シートの厚み方向の熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）を求めた。
＜微小孔数／１００ｃｍ^２＞
外観検査装置（長野オートメーション株式会社製、製品名「００－６７２４ 外観検査装置」）を用いて測定した。具体的には、台座に設置した熱伝導シートの背面から、ＬＥＤライトで照らし、シート全体をカメラで撮影した。得られた画像を画像処理により二値化し、白色部を特定した。これらの白色部のうち、最大径と最小径の双方が４８μｍ以上５００μｍ以下であるものを微小孔とし、その個数を測定した。得られた熱伝導シート全体の微小孔の数と、熱伝導シートの平面視面積から、熱伝導シートの平面視面積１００ｃｍ^２当たりの微小孔の数を算出した。
＜引張強度および面内の引張強度のバラツキ＞
ＪＩＳ Ｋ７１１３に準拠したダンベル２号（ダンベル型、幅：３ｍｍ、長さ７０ｍｍ）を用いて熱伝導シートを打ち抜き成型し、試料片を５つ作製した。そして、引張試験機（株式会社島津製作所製、商品名「ＡＧ－ＩＳ２０ｋＮ」）を用い、ロードセル：５０Ｎ、チャック間距離：３５ｍｍ、速度：２５ｍｍ／分、温度：２３℃の条件で引っ張り、破断強度（引張強度）を測定した。
なお、試料片を打ち抜く方向は、ダンベルの長軸が熱伝導シートを構成する条片に対して９０度の角度で交差する方向とし、打ち抜き場所は、シート中央および４隅（角から内側に３ｃｍ以内の範囲にダンベルの一部が入る位置）の計５箇所とした。
５つの試料片の測定値の平均値を熱伝導シートの引張強度とし、最大値と最小値の差を熱伝導シートの面内の引張強度のバラツキとした。カールが生じた部位は引張強度が悪くなる傾向が見られた。
＜平均厚み＞
膜厚計（ミツトヨ製、製品名「デジマチックインジケーター ＩＤ－Ｃ１１２ＸＢＳ」）を用いて、熱伝導シートの中心および四隅の計五点における厚みを測定し、測定した厚みの平均値（μｍ）を求めた。
＜熱抵抗値＞
熱伝導シートの熱抵抗値は、熱抵抗試験器（株式会社日立テクノロジーアンドサービス製、製品名「樹脂材料熱抵抗測定装置」）を用いて測定した。
具体的には、熱伝導シートから１ｃｍ角の大きさの略正方形状の試料を切り出し、試料温度５０℃において、０．１ＭＰａおよび０．９ＭＰａの圧力を加えた時の熱抵抗値（℃／Ｗ）を測定した。熱抵抗値が小さいほど熱伝導シートが熱伝導性に優れ、例えば、発熱体と放熱体との間に介在させた際の放熱特性に優れていることを示す。
＜吸引部からの離脱性（吸着試験）＞
１８ｃｍ×１８ｃｍのセラミック吸着プレート（株式会社ナベヤ製）に、ダイアフラム型ドライ真空ポンプ（ＵＬＶＡＣ社製、製品名「ＤＡＰ－１２Ｓ」、吸引量＝１４Ｌ／分）を接続したものを試験装置とした。
水平台上に置いた１５０ｍｍ×１５０ｍｍの熱伝導シートを、上記試験装置で５秒吸引し水平台から持ち上げ、その後、熱伝導シートが吸着した状態のセラミック吸着プレートを９０°傾けた状態で、さらに５秒吸引し、吸引を終了した。
吸引終了後、セラミック吸着プレートから熱伝導シートが離れて水平台上に落下するまでの時間（秒）を測定した。この時間が短いほど、熱伝導シートが吸引部からの離脱性に優れることを示す。
＜静摩擦係数＞
静摩擦係数は、ＪＩＳ Ｋ７３１２に準拠し、試験機（株式会社島津製作所製、商品名「ＡＧ－ＩＳ２０ｋＮ」）を用いて測定した。
具体的には、テーブルに固定した約１２０×１２０ｍｍの試験片上に、総重量を２００ｇに調整した移動重錘を載せ、１００ｍｍ／分の速度で試験片に対して水平に重錘を引っ張ることで、重錘を引っ張る際の試験力（Ｎ）を測定した。得られた試験力（Ｎ）を下記式：
μ_s＝Ａ_ｓ／Ｂ
に代入し、静摩擦係数を求めた。ここで上記式中、μ_ｓは静摩擦係数、Ａ_ｓは始動時の最大引張試験力（Ｎ）、Ｂは重錘による重力（Ｎ）である。

（実施例１）
＜組成物の調製＞
常温常圧下で液体の熱可塑性フッ素樹脂（ダイキン工業株式会社製、商品名「ダイエルＧ－１０１」）７０部と、常温常圧下で固体の熱可塑性フッ素樹脂（スリーエムジャパン株式会社製、商品名「ダイニオンＦＣ２２１１」）３０部と、粒子状炭素材料としての膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ３００」、体積平均粒子径：５０μｍ）９０部とを、加圧ニーダー（日本スピンドル製）を用いて、温度１５０℃にて２０分間撹拌混合した。次に、得られた混合物を解砕機（大阪ケミカル社製、商品名「ワンダークラッシュミルＤ３Ｖ－１０」）に投入して、１０秒間解砕することにより、組成物を得た。
＜プレ熱伝導シートの形成＞
次いで、得られた組成物５０ｇを、サンドブラスト処理を施した厚み５０μｍの保護フィルム（ＰＥＴフィルム）で挟み、ロール間隙５５０μｍ、ロール温度５０℃、ロール線圧５０ｋｇ／ｃｍ、ロール速度１ｍ／分の条件にて圧延成形（一次加圧）し、厚み０．９ｍｍのプレ熱伝導シートを得た。なお、プレ熱伝導シートの引張強度を測定したところ、１．６ＭＰａであった。
＜積層体の形成＞
続いて、得られたプレ熱伝導シートを縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚み０．９ｍｍに裁断し、プレ熱伝導シートの厚み方向に１６７枚積層した。そして、温度１２０℃、圧力０．１ＭＰａで３分間、積層方向にプレス（二次加圧）することにより、高さ約１５０ｍｍの積層体を得た。
＜熱伝導シートの形成＞
スライド面を有する支持台と、図１に示す形状の切断刃を備える木工用スライサー（株式会社丸仲鐵工所製、商品名「超仕上げかんな盤スーパーメカＳ」）に対して、図１に示すようにガイド部材（長さ：３．５ｃｍ、静摩擦係数：０．１）および補助ガイド部材（静摩擦係数：０．１）を取り付けた。なお、ガイド部材と補助ガイド部材の間隔は、０．５ｍｍに調整した。
上述のようにして準備したスライサー（かんな）の支持台のスライド面に、図１（ａ）のようにして、上述の二次加圧された積層体を積層側面がスライド面と接するように載置した。そして、積層体を０．３ＭＰａの圧力でスライド面に押圧しながらスライドさせて、積層方向に対して０°の角度で（換言すれば、積層されたプレ熱伝導シートの主面の法線方向に）スライスして、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×平均厚み０．１０ｍｍの熱伝導シートを得た。なお、積層体の積層方向と切断刃の延在方向とのなすスライス角度ａは、４５°とした。得られた熱伝導シートは、プレ熱伝導シートのスライス片（条片）が並列接合した構成を有していた。
そして、得られた熱伝導シートについて、各種評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例２）
ガイド部材（長さ：１．０ｃｍ、静摩擦係数：０．１）を用いた以外は実施例１と同様にして熱伝導シートを製造した。
そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例３）
ガイド部材と補助ガイド部材の間隔を１．０ｍｍに変更した以外は実施例１と同様にして熱伝導シートを製造した。
そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例４）
積層体の積層方向と切断刃の延在方向とのなすスライス角度ａを５°に変更した以外は実施例１と同様にして熱伝導シートを製造した。
そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例１）
ガイド部材および補助ガイド部材をスライサーに取り付けない以外は実施例１と同様にして熱伝導シートを製造した。
そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例１と同様にして、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×平均厚み０．１０ｍｍの熱伝導シートを得た。この熱伝導シートについて、「微小孔数／１００ｃｍ^２」を測定する際の操作と同様の操作を行い微小孔の位置を特定し、微小孔をエポキシ系接着剤で塞いだ。そして、エポキシ系接着剤が硬化した後の熱伝導シートについて、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例３）
膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ３００」、体積平均粒子径：５０μｍ）９０部に替えて膨張化黒鉛（伊藤黒鉛工業株式会社製、商品名「ＥＣ１００」、体積平均粒子径：１９０μｍ）５０部を使用し、そして、ガイド部材および補助ガイド部材をスライサーに取り付けず、スライス角度ａを０度に変更した以外は実施例１と同様にして熱伝導シートを製造した。
そして、実施例１と同様にして各種評価を行った。結果を表１に示す。

表１より、実施例１～４の熱伝導シートは、引張強度が高く、且つ熱伝導性および吸引部からの離脱性に優れることが分かる。
一方、比較例１は、実施例１～４に比して、引張強度に劣ることが分かる。また、比較例２は、実施例１～４に比して、吸引部からの離脱性に劣ることが分かる。更に、比較例３は、実施例１～４に比して熱伝導性に劣ることが分かる。

本発明によれば、優れた熱伝導性を発揮し得る共に、吸引部からの離脱性および引張強度にも優れる熱伝導シートを提供することができる。

１０ 樹脂ブロック
１１ プレ熱伝導シート
２０ 支持台
２１ スライド面
３０ 切断刃
３１ すくい面
３２ 逃げ面
４０ ガイド部材
４１ 表面
５０ 補助ガイド部材
６０ 部分
７０ 間隙
ａ スライス角度
Ａ 樹脂ブロック（積層体）の積層方向
Ｂ 切断刃の延在方向

Claims (7)

1. 樹脂および熱伝導性充填材とを含む熱伝導シートであって、
   厚み方向の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、
   前記熱伝導シートを厚み方向に貫通し、孔径が４８μｍ以上５００μｍ以下である微小孔を複数有し、
   そして、前記微小孔の数が、前記熱伝導シートの平面視面積１００ｃｍ^２当たり３個以上４０個以下である、熱伝導シート。
2. 前記熱伝導性充填材が粒子状炭素材料を含み、
   前記粒子状炭素材料の体積平均粒子径が１０μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１に記載の熱伝導シート。
3. 平均厚みが２００μｍ以下である、請求項１または２に記載の熱伝導シート。
4. 樹脂と熱伝導性充填材とを含有する樹脂ブロックをスライス機構でスライスして熱伝導シートを得る工程を含む熱伝導シートの製造方法であって、
   前記スライス機構が、
   スライド面を有する支持台、
   逃げ面と、すくい面と、前記逃げ面とすくい面との交差角部よりなる刃先とを有し、前記刃先が前記スライド面から突出するように配置された切断刃、および、
   前記すくい面に対向配置されたガイド部材を備え、
   前記スライスを、前記樹脂ブロックを前記スライド面に押圧しながらスライドさせて、前記樹脂ブロックから切り出された部分が前記すくい面と前記ガイド部材との間を通過するように行う、熱伝導シートの製造方法。
5. 前記スライス機構が、更に、前記切断刃の前記すくい面に接しつつ前記ガイド部材に対向するよう配置された補助ガイド部材を備える、請求項４に記載の熱伝導シートの製造方法。
6. 前記ガイド部材の長さが１．０ｃｍ以上である、請求項４または５に記載の熱伝導シートの製造方法。
7. 前記すくい面に対向する前記ガイド部材の表面の静摩擦係数が、０．４以下である、請求項４～６の何れかに記載の熱伝導シートの製造方法。

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