JP7315133B2 - 熱伝導性組成物 - Google Patents

Description

本発明は発熱体と放熱体の間に配置して用いられる熱伝導性組成物に関する。

電子機器では、基板に実装する半導体素子や機械部品等の発熱体１から生じる熱を放熱するために、ヒートシンクなどの放熱体２が用いられている（図１参照）。この放熱体２への熱の伝達を効率よくする目的で発熱体１と放熱体２の間に熱伝導性グリスや熱伝導性シート等の熱伝導体３を介在させるが、基板や発熱体１、放熱体２の不具合などが発生したときには、発熱体１から放熱体２を分離し、故障部品を修理したり交換したりする必要がある。このように熱伝導体３を被着体から分離して再利用や修理を行えることができる性質を「リワーク性」（または「リペア性」）という。そして、熱伝導体３を介して発熱体１と放熱体２が強固に固着していると、発熱体１と放熱体２との分離が困難になるか、または分離の際に発熱体１や放熱体２等が損傷し部品の修理や交換ができなくなるおそれがある。

特開２００９－０９６９６１号公報（特許文献１）には、特定の粘度のポリオルガノシロキサンに、発熱体と放熱体が過度な密着状態にならないように所定の粒径の熱伝導性充填材を分散する（段落［0029］～［0033］等）ことにより、リワーク性を改善した熱伝導性グリスが開示されている。この発明によれば、発熱体と放熱体とが過度に密着されることが防止されて発熱体から放熱体を容易に取り外すことができるとされている（段落［0027］、段落［0057］等）。

また、特開２０１１－２４６５３６号公報（特許文献２）には、特定の化合物を配合してヒドロシリル化反応を制御することによってリワーク性を改善した熱伝導性グリスが開示されている。より具体的には、反応を制御することで、硬化後のちょう度を特定の範囲にして、耐ズレ性とリワーク性を両立している（段落［0040］）。この発明は、材料自体が形状を保てなくなりズレが発生するという硬化しないグリスにおける問題や、素子を破壊せずに材料を剥がすことが困難になるという硬化接着するグリスにおける問題を解決している（段落［0003］）。

しかしながら、特許文献１や特許文献２に示すような熱伝導性グリスの場合は、発熱体や放熱体を分離することは容易なものの、多くの場合にこれら被着体に残滓３’が残ってしまい（図２参照）、この残滓３’を綺麗に拭取るには相当の労力が必要であった。特許文献１や特許文献２では、発熱体から放熱体を剥がすことについては言及しているが、発熱体や放熱体から熱伝導性グリスを除去することまでは触れていない。

一方、特開２０１３－２２２８３６号公報（特許文献３）には、放熱部材の表面に、室温湿気硬化型熱伝導性シリコーン組成物を予め薄膜塗布し硬化させてから発熱性電子部品に配置して電子装置を得る技術が開示されている（段落［0005］）。この発明によれば、柔軟性を犠牲にして熱伝導体に強度を持たせた構成が記載されており（実施例で具体的に示された発明は、デュロメータータイプＡ硬度４０～７５と固い）、熱伝導体自体の破損を防ぐことができる。したがって、特許文献１や特許文献２で問題になるような残滓の発生がなく、部品の修理や交換後に熱伝導体を塗り直す必要がないというメリットがある（段落［0007］）。

しかしながら、特許文献３に開示されたような硬い熱伝導体は、被着体との熱抵抗が高くなる傾向があり、加えて、凹凸のある被着体には追従できないおそれがある。また、放熱体から熱伝導体を剥がすことが困難であるため、そもそもリワーク性に問題がある。

あるいはまた、熱伝導体として熱伝導性シートを利用する場合は、高分子マトリクスの配合割合が多く熱伝導性充填材の充填量が比較的少ないため、強度があり千切れないシートとなり放熱体や発熱体から比較的容易に剥すことができる。しかしながら、熱伝導性充填材の充填量が少なく熱伝導率が低くなる傾向があるため、熱伝導性充填材の充填量を多くすると、反対にシートが脆く千切れやすくなり剥がし難くなる。また、被着体に残った残滓も被着体に強く密着しており拭取り難いという問題がある。

特開２００９－０９６９６１号公報 特開２０１１－２４６５３６号公報 特開２０１３－２２２８３６号公報

以上のように、従来の熱伝導体を用いた技術では、電子部品の修理や交換の際に、発熱体と放熱体とを簡単に分離することが困難であるか、あるいは分離することが容易であっても、発熱体や放熱体の表面に残滓が残るという問題があった。発熱体や放熱体の表面に汚れや異物が残っていると、改めて熱伝導体を塗布して組み立てる際に、気泡が混入して熱伝導性が低下したり、発熱体と放熱体の隙間が当初の設計とは異なるおそれが生じる。そのため、リワーク性に優れるというためには、発熱体と放熱体とを分離するだけでは足りず、再利用する発熱体や放熱体の表面に熱伝導体の残滓や異物が付着することなく綺麗な状態になっている必要がある。

こうした理由から、熱伝導体には次に挙げる性質が要求される。まず第１に発熱体と放熱体を分離させた際に熱伝導体を簡単に剥せることである。例えば図３で示すように、発熱体１と放熱体２とを分離し放熱体２側に熱伝導体３が残っても（図３の(i)）、放熱体２から熱伝導体３を簡単に剥がせる（図３の(ii)）場合である。または図４で示すように、発熱体１と放熱体２とを分離し発熱体１側に熱伝導体３が残っても（図４の(i)）、発熱体１から熱伝導体３を簡単に剥がせる（図４の(ii)）場合である。あるいはまた、図５で示すように、発熱体１と放熱体２とを分離し、発熱体１側と放熱体２側のそれぞれに熱伝導体３が別れて残滓３’として残っても、発熱体１や放熱体２のそれぞれからその残滓３’を簡単に剥がすことができる場合である。

そして、熱伝導体３やその残滓３’が簡単に剥がれない場合であっても、次には、発熱体１や放熱体２に残った残滓３’を簡単に拭取ることができることである。例えば図２で示すように、発熱体１と放熱体２とを分離し発熱体１側や放熱体２側に熱伝導体３の残滓３’が残っても発熱体１や放熱体２からその残滓３’を簡単に拭取れる場合である。

このように本発明はリワーク性の良い熱伝導体を得るためになされたものであり、発熱体や放熱体から熱伝導体を簡単に剥せる技術を提供することを第１の目的とする。また、剥がすことが困難で残滓が残るような場合であっても簡単に拭取ることができる技術を提供することを第２の目的とする。

本発明は、上記課題を達成するために、次の熱伝導性組成物を提供する。即ち、高分子マトリクスと、５０～９０体積％を占める平均粒径が８．０～５０μｍの熱伝導性充填材と、を含む熱伝導性組成物について、前記熱伝導性充填材のうち粒径５μｍ以下の粒子が前記熱伝導性充填材全体に対して２０体積％以下である熱伝導性組成物である。

高分子マトリクスに５０～９０体積％を占める平均粒径が８．０～５０μｍの熱伝導性充填材を含み、この熱伝導性充填材全体に対して粒径５μｍ以下の粒子が２０体積％以下であるため、被着体からの剥離性に優れ、剥がし残りがないか、剥がし残りがあっても容易に拭取ることができる熱伝導性組成物である。

また本発明の熱伝導性組成物は、硬さがＥ２０以下で且つ不混和ちょう度が１００以下である。硬さがＥ２０以下で且つ不混和ちょう度が１００以下であるため、ゴム状、ゲル状、粘土状またはパテ状の熱伝導性組成物となり被着体に残滓が残ってもその拭取りが容易である。

さらに本発明の熱伝導性組成物は、熱伝導性充填材のうち粒径３０μｍを超える粒子を熱伝導性充填材全体に対して２５体積％以上含有する。粒径が３０μｍを超える粒子の割合が熱伝導性充填材全体に対して２５体積％以上であるため、熱伝導率の高い熱伝導性組成物である。

そして本発明の熱伝導性組成物は、熱伝導性充填材として水酸化アルミニウムと酸化アルミニウムとを含む。熱伝導性充填材に水酸化アルミニウムと酸化アルミニウムとを含むため、剥離性や拭取り性に優れた熱伝導性組成物である。

なお本発明では、リワーク性を問題にする場合の熱伝導体の再利用については考慮せず、発熱体と放熱体とを再利用できるものであれば良い。その理由は、発熱体や放熱体に比べて熱伝導体の値段が一般に安価であることや、熱伝導体を再利用することによる放熱特性の低下の問題の方が大きくなるからである。

本発明によれば、熱伝導性充填材が充填された柔軟な熱伝導性組成物について、放熱体や発熱体から熱伝導体を簡単に剥すことができる。また、剥がすことが困難であっても簡単に拭取ることができリワーク性に優れる。

発熱体と放熱体との間に熱伝導体を挟んで用いる状態を示す模式断面図である。 熱伝導体が発熱体と放熱体とに別れた状態を示す模式断面図である。 熱伝導体の付いた放熱体から発熱体が分離し、さらに放熱体から熱伝導体が分離する状態を示す模式断面図である。 熱伝導体の付いた発熱体から放熱体が分離し、さらに発熱体から熱伝導体が分離する状態を示す模式断面図である。 熱伝導体が発熱体と放熱体とに別れ、さらにその別れた残滓が発熱体と放熱体から分離する状態を示す模式断面図である。

実施形態を示しながら本発明をさらに詳細に説明する。本実施形態で説明する熱伝導性組成物は、高分子マトリクスと、５０～９０体積％（ｖｏｌ％）を占める平均粒径が８．０～５０μｍの熱伝導性充填材と、を含む熱伝導性組成物であって、前記熱伝導性充填材のうち粒径５μｍ以下の粒子が前記熱伝導性充填材全体に対して２０体積％以下であることを特徴としている。

高分子マトリクスは、ゴムやエラストマー等の高分子である。これは主剤と硬化剤のような混合系からなるものとすることができる。したがってこの高分子マトリクスは、例えば、未架橋ゴムと架橋剤を含むものであったり、架橋剤を含む未架橋ゴムと架橋促進剤を含むものであったりすることができる。また、主剤と硬化剤の硬化反応は常温硬化であっても熱硬化であっても良い。高分子マトリクスがシリコーン系高分子であれば、シリコーンゴム主剤と硬化剤であってビニル基含有シリコーン生ゴムと過酸化物などが例示できる。また、ポリエステル系熱可塑性エラストマーやポリアミド系熱可塑性エラストマーであれば、ジオールとジカルボン酸とすることができ、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーであれば、ジイソシアネートとジオールとすることができる。

主剤と硬化剤は、混合前の少なくとも２成分の一方を主剤とし他方を硬化剤と呼んで区別するものであって、どちらを主剤と定義しても硬化剤と定義しても良い。従って、例えば、混合割合の少ない方、粘度の低い方を主剤とすることもできる。また、高分子マトリクスといってもそれを構成する成分は一般的な樹脂や高分子と称される程度の高分子量であることを必ずしも要しない。

こうした高分子マトリクスの中でも、特に付加反応型シリコーンを用いることが好ましい。付加反応型シリコーンとしては、例えばアルケニル基を有するポリオルガノシロキサンと、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの組合せを例示することができる。こうした付加反応型シリコーンは、熱伝導性充填材を高充填しやすく、柔軟な熱伝導性組成物を得ることができる。

あるいはまた高分子マトリクスは、上記主剤と硬化剤のうちの何れか一方であっても良い。この場合には、高分子マトリクスは硬化させないため、高分子マトリクスの性質が熱伝導性組成物の特性に影響しやすい。

高分子マトリクスの粘度は１００～１００００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。粘度がこの範囲であれば、粘着力が高くなりすぎず、また、ある程度凝集力を有する熱伝導性組成物が得られるため、発熱体や放熱体から簡単に剥すことができる熱伝導性組成物を製造し易い。粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満の場合には、凝集力が低くなりすぎるため、被着体上に広がりやすく、拭取り性が悪い熱伝導性組成物となる。一方、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合には、熱伝導性充填材を高充填することが難しくなり、熱伝導率が低くなるおそれがある。

熱伝導性充填材には、例えば、金属や炭素、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、炭素繊維などからなる微細粉が挙げられる。金属としては、銅、アルミニウムなどが挙げられる。炭素としてはピッチ系炭素繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、樹脂繊維を炭化処理した繊維、樹脂繊維を黒鉛化処理した繊維や、グラファイト粉末などが挙げられる。こうした熱伝導性充填材は、高分子マトリクス中で一定方向に配向させることもでき、配向させた方向に熱伝導性が高まる点で好ましい。熱伝導性シートに耐電圧性が求められる場合には、金属や炭素以外の熱伝導性充填材を用いることが好ましい。

金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、石英などが挙げられ、金属窒化物としては、窒化ホウ素、及び窒化アルミニウムなどが挙げられる。また、金属炭化物としては、炭化ケイ素などが挙げられ、金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。

熱伝導性充填材の形状としては、球状であっても球状以外の形状であっても良いが、不定形の粒子が含まれることが好ましい。不定形粒子が球状粒子に組合わされることで凝集力が高まり剥がれやすい熱伝導性組成物となると考えられるからである。

熱伝導性充填材の平均粒径は、８．０～５０μｍである。８．０μｍよりも小さいと、粒径が５μｍ以下の粒子も相対的に多くなり、被着体に対する熱伝導性組成物の付着性が高くなって被着体から剥がし難くなる。また、５０μｍよりも大きいと、大きな粒径の熱伝導性充填材の間に入り込む小さな粒径の熱伝導性充填材が少なくなり、熱伝導性が悪くなる。

また、熱伝導性充填材全体の含有量を１００体積％としたときに、粒径５μｍ以下の粒子は２０体積％以下であり、さらには１４体積％以下が好ましい。粒径５μｍ以下の粒子の割合が２０体積％を超えると、被着体に対する熱伝導性組成物の付着性が高くなり被着体から剥がし難くなるためである。１４体積％以下では、被着体から熱伝導性組成物をより剥がし易い。

また、熱伝導性充填材全体の含有量を１００体積％としたときに、粒径３０μｍ以上の粒子を２５体積％以上含むものとすることが好ましく、さらには３０体積％以上含むことがより好ましい。粒径３０μｍ以上の粒子の割合が多いほど熱伝導率を高めやすいためである。なお、上記熱伝導性充填材の含有量について、平均粒径の異なる複数の熱伝導性充填材を用いるようにしてもよい。

熱伝導性充填材は、高分子マトリクスと混合した熱伝導性組成物において５０～９０体積％を占めるものとし、６０～９０体積％とすることがより好ましい。５０体積％未満では、熱伝導性が低くなるおそれがある。また、被着体からの剥離性が悪くなるおそれがある。一方、９０体積％を超えると熱伝導性組成物が塊状にならないか、塊状になっても凝集力が低くなって脆くなることから、被着体から千切れて剥すことが困難になる。６０～９０体積％とすれば、被着体からの剥離性に優れ、剥がし残りがないか、あっても容易に拭取ることができる。

熱伝導性組成物には、高分子マトリクスや熱伝導性充填材の他にも、生産性、耐候性、耐熱性など種々の性質を高める目的で種々の添加材を含むことができる。そうした添加材を例示すれば、可塑剤、補強材、着色剤、耐熱向上剤、カップリング剤、難燃剤、触媒、硬化遅延剤、劣化防止剤など、種々の機能性向上剤が挙げられる。

熱伝導性組成物の製造は、高分子マトリクスに熱伝導性充填材やその他の必要な添加剤を加えて十分に攪拌、分散させることで行う。高分子マトリクスの主剤と硬化剤の何れか一方に熱伝導性充填材を混合させてから、熱伝導性充填材を含まない主剤と硬化剤の何れか他方を混合しても良いし、主剤と硬化剤の両者に熱伝導性充填材をそれぞれ混合してから、その主剤と硬化剤とを混合しても良い。

得られた熱伝導性組成物は、ゴム状、ゲル状、粘土状または自重で変形する程度の流動性のないパテ状のものであり、自重で変形する程度の流動性があるグリス状のものは除かれる。グリス状のものは発熱体と放熱体とを引き剥がしたときに熱伝導性組成物の残滓が残り、その拭取りが困難になるからである。

熱伝導性組成物の硬度は、所望のリワーク性を達成するために、日本工業規格であるＪＩＳ Ｋ ６２５３のタイプＥの硬度計によって測定される値（以下「Ｅ硬度」という。）で０～２０であり、より好ましくは０である。Ｅ硬度が２０を超える場合、発熱体や放熱体の形状への追従性が十分に得られず、発熱体や放熱体と高分子マトリクスとの密着性が低下して熱伝導性組成物の熱伝導性が低下するおそれがある。Ｅ硬度が２０以下の場合には、発熱体や放熱体の形状に沿って高分子マトリクスが良好に追従するため、発熱体や放熱体と熱伝導性組成物との密着性と、熱伝導性組成物の柔軟性を十分に確保することができる。そのため、発熱体や放熱体に加わる衝撃を熱伝導性組成物が吸収することにより、これらの被着体を好適に保護することができる。

また、熱伝導性組成物の粘着力が高く凝集力が低いと、発熱体と放熱体を分離するときに、熱伝導性組成物が凝集破壊し、それらの表面に残滓が残ることがある。こうした状態は好ましいものではないが、被着体の表面に熱伝導性組成物の一部が残る場合であっても、Ｅ硬度が２０以下であれば拭取りができ、Ｅ硬度が０であれば拭取りが容易である。

Ｅ硬度が０または０に近い場合に別の指標を用いて表すと、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に従って１／４円錐を用いて測定される不混和ちょう度（単に「ちょう度」ともいう）で１００以下とすることができ、９０以下であることが好ましい。ちょう度が１００を超えると、熱伝導性組成物が過度に柔らく被着体に対する付着力が高くなりすぎ、剥がす際に千切れ易くなる。また、被着体に残った残滓を拭取り難くなる。ちょう度が９０以下であれば剥がす際に千切れ難く、また残滓を拭取り易くなる。一方、Ｅ硬度が２０以下の場合では、概ねちょう度は６０以上となる。こうした硬度の値は、主剤と硬化剤を混合硬化してなる高分子マトリクスからなる熱伝導性組成物の場合については硬化後の値である。

次に実験例に基づいてさらに詳しく説明する。各実験例では、熱伝導性充填材の配合を変更した各種試料を作製した。

<試料の作製>
試料１：
高分子マトリクスとして、付加反応型の液状シリコーンであるビニル末端オルガノポリシロキサン（液状シリコーン 主剤）（２５℃での粘度が３００ｍＰａ・ｓ）１００重量部（５０体積％）と、熱伝導性充填材として、次の表１に示す熱伝導性充填材３（不定形で平均粒径１０μｍの水酸化アルミニウム粉末）１５０重量部（３１体積％）と、熱伝導性充填材４（平均粒径４５μｍの球状アルミナ）１５０重量部（１９体積％）と、反応遅延剤１重量部（０．５体積％未満）とを混合して、熱伝導性組成物の主剤を調製した。また、粘度が４００ｍＰａ・ｓのオルガノハイドロジェンポリシロキサン（液状シリコーン 硬化剤）１００重量部（５０体積％）に、主剤と同じ熱伝導性充填材を同量混合して（反応遅延剤は含まず）、高分子マトリクスが異なる熱伝導性組成物の硬化剤を調製した。そして、この主剤と硬化剤とを混合して所定の形状に硬化させることで試料１の熱伝導性組成物を製造した。その組成や、後述する試験結果等を表２に示す。

なお、反応遅延剤の含有量は、０．５体積％未満であるため表２には示さず、また、それ以外の成分量は小数点以下を四捨五入することで反応遅延剤以外の合計含有量で１００体積％となっている。また、表中の熱伝導性充填材の平均粒径や、５μｍ以下粒子の含有量、３０μｍを超える粒子の含有量（３０μｍ超粒子の含有量）は、レーザ回折式粒度分布測定器（シーラス社製、Ｃｉｌａｓ－９２０）により測定した値である。そしてまた、表中の５μｍ以下粒子の含有量、３０μｍを超える粒子の含有量は、熱伝導性充填材全体に対する該当粒子の含有量割合（体積％）を示したものである。

試料２～試料１３：
試料１で加えた熱伝導性充填材について、次の表２または表３に示す種類の材料および配合割合に代えた以外は試料１と同様にして表２または表３に示す試料２～試料９、試料１１～試料１３の熱伝導性組成物を製造した。また、試料１０は、主剤の高分子マトリクスを４０体積％、硬化剤の高分子マトリクスを６０体積％としてそれ以外は試料２と同様にして製造した。

上記各試料について、粘度を測定し、チキソ性を算出した。また、Ｅ硬度や不混和ちょう度を測定し、剥離試験を行った。そして、剥離性、残滓の量、拭取り性を評価した。以下に各測定や試験方法、評価の詳細を示す。

＜粘度＞
粘度は、熱伝導性組成物の主剤と硬化剤を混ぜた直後に、粘度計（ＢＲＯＯＫ ＦＩＥＬＤ製回転粘度計ＤＶ－Ｅ）で、スピンドルＮｏ．１４の回転子を用い、回転速度１ｒｐｍ、測定温度２３℃で測定した。

＜チキソ性＞
上記粘度測定によって得た１ｒｐｍの粘度と、回転速度を１０ｒｐｍにして測定した粘度の比（粘度（１ｒｐｍ）／粘度（１０ｒｐｍ））を計算した。

＜Ｅ硬度＞
各試料について、厚みが１０ｍｍのシート状の試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に従ってＥ硬度を測定した。

＜不混和ちょう度＞
各試料について、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に従って１／４円錐を用いた不混和ちょう度を測定した。

＜剥離試験＞
熱伝導性組成物の主剤と硬化剤を厚みが１ｍｍのステンレス板とアルミニウム板の間に塗布し、ステンレス板とアルミニウム板の距離が０．５ｍｍとなるように固定してから、１２０℃、６０分間加熱して硬化した。

こうして得た各試験片について、アルミニウム板の一方端をステンレス板から持ち上げるように、ステンレス板からアルミニウム板を剥離した（剥離１）。次いで、ステンレス板またはアルミニウム板、あるいは双方に残った熱伝導性組成物の端部を摘まみ、被着体から熱伝導性組成物を引き剥がした（剥離２）。そして、剥離性の評価として熱伝導性組成物が千切れずに被着体から剥離できたものを剥離性が“◎”とした。また、被着体に密着し引き剥がす時に千切れることがあっても個々の千切れ片を剥がすことが容易にできたものを“〇”とした。さらに、被着体に密着して引き剥がすことができなかったものや、被着体に密着した千切れ片を剥がすことが困難であったものを“×”とした。

次に、引剥し試験後のステンレス板およびアルミニウム板を観察して、その表面に残った熱伝導性組成物の残滓の量を評価した。この残滓がほとんどないものを“◎”、うっすらと見える程度に残ったものを“〇”、表面に大きな凹凸が生じるほど残ったものを“×”とした。

最後に、上記残滓が付着したステンレス板およびアルミニウム板について、ガーゼで表面を拭き、残滓の除去し易さ（拭取り性）を評価した。数回の拭取りで表面から簡単に除去できたものを“◎”、強く擦ることで残滓を除去できたものを“〇”、拭取り作業で、逆に残滓が試料上に広がり拭取れなかったものを“×”とした。

＜熱伝導率＞
各試料の熱伝導性組成物を厚さ１ｍｍのシート状に形成して熱伝導率測定用試験片を作製した。各試験片については、京都電子工業株式会社製迅速熱伝導率計ＱＴＭ－５００を用いて非定常法細線加熱法にて熱伝導率を測定して評価した。熱伝導率が１．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものを“◎”、１．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものを“〇”、０．９以下のものを“×”とした。

＜考察＞
熱伝導性充填材の充填量について：
試料１では、剥離性と残滓の量が“〇”で拭取り性が“◎”であったが、試料２、試料３では、剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“◎”であった。一方、試料１３は剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“×”であった。これらの結果から、試料１３よりも試料１の方が剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで好ましく、試料１よりも試料２や試料３の方が剥離性と残滓の量で好ましいことがわかる。したがって、熱伝導性充填材の充填量が多い方がリワーク性に優れ、その含有量は５０体積％以上が好ましく、さらに６０体積％以上の方が好ましいことがわかる。

熱伝導性充填材の粒径について：
剥離性と残滓の量が“〇”で拭取り性が“◎”であった試料１や、剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“◎”であった試料３は、何れも５μｍ以下の粒子の含有量が１２．８～１２．９体積％である。そうした一方で、剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“×”であった試料４～試料９では、５μｍ以下の粒子の含有量が２７．２体積％以上である。

また、試料１１と試料１２は剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“◎”であったのに対し、これらの試料と熱伝導性充填材の含有量が同じ試料７では剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“×”であった。試料１１と試料１２は、５μｍ以下の粒子の含有量は最大で１５．９体積％であったのに対し、試料７では５μｍ以下の粒子の含有量は２７．２体積％であった。これらのことから、５μｍ以下の粒子の含有量は２０体積％以下であることが剥離性、残滓の量、拭取り性にとって良いと考えられる。

大粒径の熱伝導性充填材の含有量について：
試料２、１１，１２は、剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“◎”であった。しかし、試料２と試料１１の熱伝導率が“◎”であったのに対し、試料１２の熱伝導率は“〇”であった。試料２では熱伝導性充填材の３０μｍを超える粒子の含有量が３２．５体積％、試料１１では４１．９体積％と高かったのに対し、試料１２では１８．５体積％と低かったことから、３０μｍを超える粒子の含有量は２５体積％以上が好ましく、３０体積％以上がより好ましいことがわかる。このように、熱伝導率を高めるためには大粒径の熱伝導性充填材が可能な範囲で多く含まれていた方が好ましいが、大粒径の熱伝導性充填材は、それ自体を単独で用いると熱伝導性組成物の粘度が高くなる傾向があり、それ自体で充填量を高めることは難しい。そのため、大粒径の熱伝導性充填材は小粒径の熱伝導性充填材と併用することが好ましいが、粒径が５μｍ以下の粒子は少ない方が良いから平均粒径が８～２０μｍ程度の中粒径のものと併用することが好ましいと考えられる。

熱伝導性組成物の硬さについて：
試料２は剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“◎”であった。また、試料１０は剥離性、残滓の量で“◎”であったが拭取り性は“〇”であった。試料２と試料１０では同じ熱伝導性充填材を同量配合しているが、高分子マトリクスの硬化剤の量が異なる。即ち、拭取り性については、試料１０の硬度Ｅ２０よりも試料２の硬度Ｅ０の方が好ましく、柔らかい方が良いことがわかる。

ちょう度について：
試料１３は剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“×”であったが、試料３は剥離性、残滓の量、拭取り性の全てで“◎”であった。これらの試料のちょう度をみると、試料１３では１１０であり、試料３では８９であった。これらの試料の対比から熱伝導性組成物のちょう度は１００以下であることが好ましく、９０以下であることがより好ましいと考えられる。

１ 発熱体
２ 放熱体
３ 熱伝導体（熱伝導性組成物、熱伝導性グリス、熱伝導性シート等）
３’ 残滓

Claims (4)

1. 高分子マトリクスと、５０～９０体積％を占める平均粒径が８．０～５０μｍの熱伝導性充填材と、を含む熱伝導性組成物であって、
   前記高分子マトリクスが主剤と硬化剤でなるシリコーン系高分子から形成されたものであり、
   前記熱伝導性充填材のうち粒径５μｍ以下の粒子が前記熱伝導性充填材全体に対して２０体積％以下であり、
   前記熱伝導性充填材のうち粒径３０μｍを超える粒子が前記熱伝導性充填材全体に対して２５体積％以上であり、
   前記熱伝導性充填材として酸化アルミニウムを含み、
   硬さがＥ２０以下で且つ不混和ちょう度が１００以下である熱伝導性組成物。
2. 高分子マトリクスと、５０～９０体積％を占める平均粒径が８．０～５０μｍの熱伝導性充填材と、を含む熱伝導性組成物であって、
   前記高分子マトリクスが主剤と硬化剤でなるシリコーン系高分子から形成されたものであり、
   前記熱伝導性充填材のうち粒径５μｍ以下の粒子が前記熱伝導性充填材全体に対して２０体積％以下であり、
   前記熱伝導性充填材のうち粒径３０μｍを超える粒子が前記熱伝導性充填材全体に対して２５体積％以上であり、
   前記熱伝導性充填材として酸化アルミニウムを含み、
   不混和ちょう度が５０～１００である熱伝導性組成物。
3. 硬さがＥ０である請求項１又は請求項２記載の熱伝導性組成物。
4. 前記熱伝導性充填材にさらに平均粒径が８～２０μｍの中粒径の粒子を含む
   請求項１～請求項３何れか１項記載の熱伝導性組成物。

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