JPWO2020067141A1 - 熱伝導性シート - Google Patents

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Abstract

高分子マトリクス１４中に異方性充填材１２を含有した熱伝導性シートであって、少なくとも一方の面は、異方性充填材１２が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下である熱伝導性シートである。

Description

本発明は、熱伝導性シートに関し、例えば、発熱体と放熱体の間に配置して使用される熱伝導性シートに関する。
コンピュータ、自動車部品、携帯電話等の電子機器では、半導体素子や機械部品等の発熱体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が一般的に用いられる。放熱体への熱の伝熱効率を高める目的で、発熱体と放熱体の間には、熱伝導性シートが配置されることが知られている。
熱伝導性シートは、電子機器内部に配置させるとき圧縮して用いられることが一般的であり、高い柔軟性が求められる。したがって、ゴムやゲルなどの柔軟性の高い高分子マトリクスに、熱伝導性を有する充填材が配合されて構成される。また、熱伝導性シートは、厚さ方向の熱伝導性を高めるために、炭素繊維などの異方性を有する充填材を厚さ方向に配向させることが広く知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２０１８−０５６３１５号公報 特開２０１８−０１４５３４号公報
近年、電気機器の高機能化に伴って、熱伝導性シートも高特性化するニーズが高まり、厚さ方向の熱伝導率を更に高くすることが望まれている。しかしながら、特許文献１、２に開示されるように、充填材を厚さ方向に配向させただけでは熱伝導率を高くするには限界があり、更なる改良が望まれている。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、厚さ方向の熱伝導性を十分に向上させることが可能な熱伝導性シートを提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、まず、炭素繊維のような異方性充填材を含有した熱伝導性シートにおいて、当該異方性充填剤の一部を表出させることで、シート表面と放熱体などの接触相手面との接触面積を大きくすることを試みた。しかし、当該熱伝導性シートを作製する際に、刃物によりシート状にスライスするが、単にスライスしてシート化しただけでは、スライスによる粗面化のほか、スライス面に炭素繊維等の切断面が表出して、シート表面が粗くなることがあった。シート表面が粗くなると、接触相手面への密着性が低下し熱抵抗値が大きくなってしまうことが懸念される。
そこで本発明者らは、スライス面を研磨して、シート表面から異方性充填材が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）を所定値以下にまで平滑化する、具体的には発熱体等の接触相手面との接触点が丸みを帯びて平滑化することによって、接触相手面への密着性が高まり、熱抵抗値を低減させ、厚さ方向の熱伝導性を十分に向上させることが可能な熱伝導性シートを得ることに成功した。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
［１］ 高分子マトリクス中に異方性充填材を含有した熱伝導性シートであって、少なくとも一方の面は、前記異方性充填材が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下である熱伝導性シート。
［２］ 前記異方性充填材が、熱伝導性シートの厚み方向に配向している［１］記載の熱伝導性シート。
［３］ 前記少なくとも一方の面は、算術平均高さ（Ｓａ）が２０μｍ以下である［１］又は［２］に記載の熱伝導性シート。
［４］ 前記熱伝導性シートの表面（少なくとも一方の面）は、界面の展開面積比（Ｓｄｒ）が７０以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の熱伝導性シート。
［５］ 前記異方性熱伝導性充填材が、繊維状充填材、及び鱗片状充填材の少なくともいずれかである［１］〜［４］のいずれかに記載の熱伝導性シート。
［６］ 厚さが０．１〜５．０ｍｍである［１］〜［５］のいずれかに１記載の熱伝導性シート。
［７］ 厚さが０．１〜０．３ｍｍである［６］に記載の熱伝導性シート。
本発明によれば、厚さ方向の熱伝導性を十分に向上させることが可能な熱伝導性シートを提供できる。
第１の実施形態の熱伝導性シートを示す模式的な断面図である。 第２の実施形態の熱伝導性シートを示す模式的な断面図である。 熱抵抗測定機の概略図である。
以下、本発明の実施形態に係る熱伝導性シートについて詳しく説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る熱伝導性シートである。図１においては、代表的に異方性充填材が繊維材料である場合の例を示す。
本実施形態に係る熱伝導性シート１０は、高分子マトリクス１４中に異方性充填材１２を含有してなり、表面１０Ａ、１０Ｂは、異方性充填材１２が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下となっている。
上記構成によれば、熱伝導性シート表面１０Ａから異方性充填材１２が露出してシート表面１０Ａが凹凸した状態であっても、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下であるため、シート表面１０Ａが平滑性を有し、発熱体等と密着する接触面積が広くなり、熱抵抗値を低減できる。山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）は、１７０００（１／ｍｍ）以下であることが好ましく、１６０００（１／ｍｍ）以下であることがより好ましい。また、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）は、１０００（１／ｍｍ）以上であることが好ましく、５０００（１／ｍｍ）以上であることがより好ましい。
山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）は、ＩＳＯ２５１７８に準拠して測定される、定義領域中における山頂点の主曲率の算術平均を表すパラメータである。この値が小さいことは、発熱体等と接触する点が丸みを帯びていることを示す。一方、この値が大きいことは、発熱体等と接触する点が尖っていることを示す。
なお、丸みを帯びた接触点の位置は定かではないですが、例えば、表面に露出した異方性充填材の端部若しくは端面、あるいは、異方性充填材の端部と高分子マトリクスの表面とからなる面が、丸みを帯びた接触点になる得る。
また、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）は、所定の測定面積（例えば１ｍｍ２の二次元領域）の表面プロファイルを市販のレーザー顕微鏡で測定することにより算出することができる。
山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下とするには、例えば、粒度＃１２０〜２００００の研磨紙を用い、粒度に応じた研磨回数を適宜設定して、表面の研磨処理を行えばよい。また、必要に応じて熱伝導性シート１０とする前の配向成形体のＥ硬度を１０〜８０程度としこれをシート状にスライスし、上記の研磨処理を行ってもよい。
熱伝導性シート１０は、図１に示すように、少なくとも内部において異方性充填材１２が熱伝導性シート１０の厚み方向に配向していることが好ましい。上記構成によれば、熱伝導性シート１０の厚み方向に高い熱伝導性を示しながら、シート表面が平滑であり熱抵抗値の低い熱伝導性シートとなる。異方性充填材１２を配向させるには、後述の磁場配向や流動配向といった処理を施せばよい。
ここで、異方性充填材１２が熱伝導性シート１０の厚み方向に配向している状態とは、個数割合で６０％を超える異方性充填材１２の長軸方向が、熱伝導性シート１０の厚み方向から２０°以内の範囲に向いている状態をいう。こうした配向の状態は熱伝導性シート１０の厚み方向に沿った断面を電子顕微鏡によって観察することで確認することができる。
熱伝導性シート１０の表面１０Ａの算術平均高さ（Ｓａ）が２０μｍ以下であることが好ましく、１〜１５μｍであることがより好ましい。算術平均高さ（Ｓａ）が２０μｍ以下であることで、シート表面が平滑性を有し、発熱体等と密着する接触面積が広くなり、熱抵抗値を低減できる。算術平均高さ（Ｓａ）は、市販の表面性状測定機を利用して測定することが可能で、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
算術平均高さ（Ｓａ）を２０μｍ以下とするには、例えば、粒度＃１２０〜２００００の研磨紙のうち比較的粒度の粗いものを用い、粒度に応じた研磨回数を適宜設定して、表面の研磨処理を行えばよい。
また、熱伝導性シート１０の表面１０Ａは、界面の展開面積比（Ｓｄｒ）は７０以下であることが好ましく、１〜６０であることがより好ましい。熱伝導性シート１０の表面１０Ａから熱伝導性充填材が露出してシート表面が凸凹した状態であっても、界面の展開面積比（Ｓｄｒ）が７０以下であることで、シート表面に平滑性を有し、発熱体等と密着する接触面積が広くなり、熱抵抗値を低減できる。
なお、界面の展開面積比（Ｓｄｒ）は、定義領域の展開面積（表面積）が、定義領域の面積（例えば１ｍｍ２）に対してどれだけ増大しているかを示す指標であって、完全に平坦な面は展開面積比Ｓｄｒが０となる。界面の展開面積比（Ｓｄｒ）は実施例に記載の方法で測定することができる。
また、界面の展開面積比（Ｓｄｒ）を７０以下とするには、例えば、粒度＃１２０〜２００００の研磨紙のうち比較的粒度の粗いものを用い、粒度に応じた研磨回数を適宜設定して、表面の研磨処理を行えばよい。
本実施形態において、熱伝導性シート１０は、さらに非異方性充填材１６を含有している。熱伝導性シート１０は、非異方性充填材１６を含有することで熱伝導性がさらに良好になる。非異方性充填材１６の詳細については後述する。
以下、本実施形態に係る熱伝導性シートの構成についてより詳細に説明する。
＜高分子マトリクス＞
熱伝導性シート１０において使用される高分子マトリクス１４は、エラストマーやゴム等の高分子化合物であり、好ましくは主剤と硬化剤のような混合系からなる液状の高分子組成物（硬化性高分子組成物）を硬化して形成したものを使用するとよい。硬化性高分子組成物は、例えば、未架橋ゴムと架橋剤からなるものであってもよいし、モノマー、プレポリマーなどと硬化剤などを含むものであってもよい。また、上記硬化反応は常温硬化であっても、熱硬化であっても良い。
硬化性高分子組成物から形成される高分子マトリクス１４は、シリコーンゴムが例示される。シリコーンゴムの場合、高分子マトリクス（硬化性高分子組成物）１４としては、好ましくは、付加反応硬化型シリコーンを使用する。また、より具体的には、硬化性高分子組成物として、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとハイドロジェンオルガノポリシロキサンとを含むものを使用すればよい。
ゴムとしては、上記以外にも各種の合成ゴムを使用可能であり、具体例には、例えば、アクリルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム等が挙げられる。これらゴムを使用する場合、合成ゴムは、熱伝導性シートにおいて、架橋されてもよいし、未架橋（すなわち、未硬化）のままでもよい。未架橋のゴムは、主に流動配向にて使用される。
また、架橋（すなわち、硬化）される場合には、上記で説明したとおり、高分子マトリクスは、これら合成ゴムからなる未架橋ゴムと、架橋剤とからなる硬化性高分子組成物を硬化したものとすればよい。
また、エラストマーとしては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーなど熱可塑性エラストマーや、主剤と硬化剤からなる混合系の液状の高分子組成物を硬化して形成する熱硬化型エラストマーも使用可能である。例えば、水酸基を有する高分子とイソシアネートとを含む高分子組成物を硬化して形成するポリウレタン系エラストマーを例示できる。
上記した中では、例えば硬化後の高分子マトリクスが特に柔軟であり、熱伝導性充填材の充填性が良い点から、シリコーンゴム、特に付加反応硬化型シリコーンを用いることが好ましい。
また、高分子マトリクスを形成するための高分子組成物は、高分子化合物単体からなるものでもよいが、高分子化合物と可塑剤とからなるものでもよい。可塑剤は、合成ゴムを使用する場合に好適に使用され、可塑剤を含むことで、未架橋時の高分子マトリクスの柔軟性を高めることが可能である。
高分子マトリクスの含有量は、体積基準の充填率（体積充填率）で表すと、熱伝導性シート全量に対して、好ましくは２０〜５０体積％、より好ましくは２５〜４５体積％である。
（添加剤）
熱伝導性シート１０において、高分子マトリクス１４には、さらに熱伝導性シート１０としての機能を損なわない範囲で種々の添加剤を配合させてもよい。添加剤としては、例えば、分散剤、カップリング剤、粘着剤、難燃剤、酸化防止剤、着色剤、沈降防止剤などから選択される少なくとも１種以上が挙げられる。また、上記したように硬化性高分子組成物を架橋、硬化などさせる場合には、添加剤として、架橋、硬化を促進させる架橋促進剤、硬化促進剤などが配合されてもよい。
＜異方性充填材＞
高分子マトリクス１４に配合される異方性充填材１２は、形状に異方性を有する充填材であり、配向が可能な充填材である。異方性充填材１２は、熱伝導充填材であることが好ましい。異方性充填材１２としては、繊維状充填材（例えば、炭素繊維等の繊維材料）、鱗片状充填材（グラファイト、グラフェン、窒化ホウ素等の鱗片状材料）などが好ましい。
熱伝導性シート１０表面にこれら異方性充填材が露出してシート表面が小さく凹凸した状態であっても、シート表面としては良好な平滑性を有し、発熱体等と密着する接触面積が広くなり、熱抵抗値をより低減できる。
異方性充填材１２は、アスペクト比が高いものであり、具体的にはアスペクト比が２を越えるものであり、アスペクト比は５以上であることが好ましい。アスペクト比を２より大きくすることで、異方性充填材１２を厚さ方向に配向させやすくなり、熱伝導性シート１０の熱伝導性を高めやすい。
また、アスペクト比の上限は、特に限定されないが、実用的には１００である。
なお、アスペクト比とは、異方性充填材の短軸方向の長さに対する長軸方向の長さの比であり、繊維材料においては、繊維長／繊維の直径を意味し、鱗片状材料においては鱗片状材料の長軸方向の長さ／厚さを意味する。
異方性充填材は、熱伝導性を高くする観点、繊維材料であることが好ましい。
熱伝導性シートにおける異方性充填材１２の含有量は、高分子マトリクス１００質量部に対して３０〜５００質量部であることが好ましく、５０〜３００質量部であることがより好ましい。また、異方性充填材１２の含有量は、体積基準の充填率（体積充填率）で表すと、熱伝導性シート全量に対して、好ましくは５〜６０体積％、より好ましくは８〜４５体積％である。
異方性充填材１２の含有量を３０質量部以上とすることで、熱伝導性を高めやすくなり、３００質量部以下とすることで、後述する混合組成物の粘度が適切になりやすく、異方性充填材１２の配向性が良好となる。
異方性充填材１２は、繊維材料である場合、その平均繊維長が、好ましくは５０〜５００μｍ、より好ましくは７０〜３５０μｍである。平均繊維長を５０μｍ以上とすると、熱伝導性シート１０内部において、異方性充填材１２同士が適切に接触して、熱の伝達経路が確保される。
一方、平均繊維長を５００μｍ以下とすると、異方性充填材１２の嵩が低くなり、高分子マトリクス中に高充填できるようになる。
また、繊維材料の平均繊維長は、熱伝導性シート１０の厚さよりも短いことが好ましい。厚さよりも短いことで、繊維材料が熱伝導性シート１０の表面から必要以上に突出したりすることを防止する。
また、異方性充填材１２が鱗片状材料である場合、その平均粒径は、１０〜４００μｍが好ましく、１５〜２００μｍがより好ましい。また、１５〜１３０μｍが特に好ましい。平均粒径を１０μｍ以上とすることで、熱伝導性シートにおいて異方性充填材１２同士が接触しやすくなり、熱の伝達経路が確保される。一方、平均粒径を４００μｍ以下とすると、熱伝導性シート１０の嵩が低くなり、高分子マトリクス１４中に異方性充填材１２を高充填することが可能になる。
なお、炭素繊維の平均繊維長や鱗片状材料の平均粒径は、異方性充填材を顕微鏡で観察して例えば繊維長や長径から算出することができる。より具体的には、例えば電子顕微鏡や光学顕微鏡を用いて、任意の異方性充填材５０個の繊維長や長径を測定して、その平均値（相加平均値）を平均繊維長や平均粒径とすることができる。
異方性充填材１２は、熱伝導性を有する公知の材料を使用すればよいが、後述するように磁場配向できるように、反磁性を備えることが好ましい。
異方性充填材１２の具体例としては、炭素繊維、又は鱗片状炭素粉末で代表される炭素系材料、金属繊維で代表される金属材料や金属酸化物、窒化ホウ素や金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物等が挙げられる。これらの中では、炭素系材料は、比重が小さく、高分子マトリクス１４中への分散性が良好なため好ましく、中でも熱伝導率の高い黒鉛化炭素材料がより好ましい。黒鉛化炭素材料は、グラファイト面が所定方向に揃うことで反磁性を備える。また、窒化ホウ素なども、結晶面が所定方向に揃うことで反磁性を備える。
また、異方性充填材１２は、特に限定されないが、異方性を有する方向（すなわち、長軸方向）に沿う熱伝導率が、一般的に６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、好ましくは４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。異方性充填材１２の熱伝導率は、その上限が特に限定されないが、例えば２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法や、ＡＳＴＭ Ｄ５４７０に準拠した方法で測定することができる。
異方性充填材１２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。例えば、異方性充填材１２として、少なくとも２つの互いに異なる平均粒径または平均繊維長を有する異方性充填材１２を使用してもよい。大きさの異なる異方性充填材１２を使用すると、相対的に大きな異方性充填材１２の間に小さな異方性充填材１２が入り込むことにより、異方性充填材１２を高分子マトリクス中に高密度に充填できるとともに、熱の伝導効率を高められると考えられる。
異方性充填材１２として用いる炭素繊維は、黒鉛化炭素繊維が好ましい。また、鱗片状炭素粉末としては、鱗片状黒鉛粉末が好ましい。異方性充填材は、これらの中でも、黒鉛化炭素繊維がより好ましい。
黒鉛化炭素繊維は、グラファイトの結晶面が繊維軸方向に連なっており、その繊維軸方向に高い熱伝導率を備える。そのため、その繊維軸方向を所定の方向に揃えることで、特定方向の熱伝導率を高めることができる。また、鱗片状黒鉛粉末は、グラファイトの結晶面が鱗片面の面内方向に連なっており、その面内方向に高い熱伝導率を備える。そのため、その鱗片面を所定の方向に揃えることで、特定方向の熱伝導率を高めることができる。黒鉛化炭素繊維および鱗片黒鉛粉末は、高い黒鉛化度をもつものが好ましい。
上記した黒鉛化炭素繊維、鱗片状黒鉛粉末などの黒鉛化炭素材料としては、以下の原料を黒鉛化したものを用いることができる。例えば、ナフタレン等の縮合多環炭化水素化合物、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ピッチ等の縮合複素環化合物等が挙げられるが、特に黒鉛化度の高い黒鉛化メソフェーズピッチやポリイミド、ポリベンザゾールを用いることが好ましい。例えばメソフェーズピッチを用いることにより、後述する紡糸工程において、ピッチがその異方性により繊維軸方向に配向され、その繊維軸方向へ優れた熱伝導性を有する黒鉛化炭素繊維を得ることができる。
黒鉛化炭素繊維は、原料に対して紡糸、不融化及び炭化の各処理を順次行い、所定の粒径に粉砕又は切断した後に黒鉛化したものや、炭化後に粉砕又は切断した後に黒鉛化したものを用いることができる。黒鉛化前に粉砕又は切断する場合には、粉砕で新たに表面に露出した表面において黒鉛化処理時に縮重合反応、環化反応が進みやすくなるため、黒鉛化度を高めて、より一層熱伝導性を向上させた黒鉛化炭素繊維を得ることができる。一方、紡糸した炭素繊維を黒鉛化した後に粉砕する場合は、黒鉛化後の炭素繊維が剛いため粉砕し易く、短時間の粉砕で比較的繊維長分布の狭い炭素繊維粉末を得ることができる。
＜非異方性充填材＞
非異方性充填材１６は、異方性充填材１２とは別に熱伝導性シート１０に含有される熱伝導性充填材であり、異方性充填材１２とともに熱伝導性シート１０に熱伝導性を付与する材料である。本実施形態では、非異方性充填材１６を充填することで、シートへ硬化する前段階において、粘度上昇が抑えられ、分散性が良好となる。また、異方性充填材１２同士では、例えば繊維長が大きくなると充填材同士の接触面積を高くしにくいが、その間を非異方性充填材１６で埋めることで、伝熱パスを形成でき、熱伝導率の高い熱伝導性シート１０が得られる。
非異方性充填材１６は、形状に異方性を実質的に有しない充填材であり、後述する磁力線発生下又は剪断力作用下など、異方性充填材１２が所定の方向に配向する環境下においても、その所定の方向に配向しない充填材である。
非異方性充填材１６は、そのアスペクト比が２以下であり、１．５以下であることが好ましい。本実施形態では、このようにアスペクト比が低い非異方性充填材が含有されることで、異方性充填材１２の隙間に熱伝導性を有する充填材が適切に介在され、熱伝導率の高い熱伝導性シート１０が得られる。また、アスペクト比を２以下とすることで、後述する混合組成物の粘度が上昇するのを防止して、高充填にすることが可能になる。
非異方性充填材１６の具体例は、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属水酸化物、炭素材料、金属以外の酸化物、窒化物、炭化物などが挙げられる。また、非異方性充填材の形状は、球状、不定形の粉末などが挙げられる。
非異方性充填材１６において、金属としては、アルミニウム、銅、ニッケルなど、金属酸化物としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化マグネシウム、酸化亜鉛など、金属窒化物としては窒化アルミニウムなどを例示することができる。金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムが挙げられる。さらに、炭素材料としては球状黒鉛などが挙げられる。金属以外の酸化物、窒化物、炭化物としては、石英、窒化ホウ素、炭化ケイ素などが挙げられる。
非異方性充填材１６は、上記した中でも、アルミナ、アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、及び窒化アルミニウムから選択されることが好ましく、特に充填性や熱伝導率の観点からアルミニウム、アルミナが好ましく、アルミナがより好ましい。
非異方性充填材１６は、上記したものを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。
非異方性充填材１６の平均粒径は０．１〜５０μｍであることが好ましく、０．５〜３５μｍであることがより好ましい。また、１〜１５μｍであることが特に好ましい。平均粒径を５０μｍ以下とすることで、異方性充填材１２の配向を乱すなどの不具合が生じにくくなる。また、平均粒径を０．１μｍ以上とすることで、非異方性充填材１６の比表面積が必要以上に大きくならず、多量に配合しても混合組成物の粘度は上昇しにくく、非異方性充填材１６を高充填しやすくなる。
非異方性充填材１６は、例えば、非異方性充填材として、少なくとも２つの互いに異なる平均粒径を有する非異方性充填材１６を使用してもよい。
なお、非異方性充填材１６の平均粒径は、電子顕微鏡等で観察して測定できる。より具体的には、例えば電子顕微鏡や光学顕微鏡を用いて、任意の非異方性充填材５０個の粒径を測定して、その平均値（相加平均値）を平均粒径とすることができる。あるいは平均粒径は、レーザー回折散乱法（ＪＩＳ Ｒ１６２９）により測定した粒度分布の体積平均粒径である。
非異方性充填材１６の含有量は、高分子マトリクス１００質量部に対して、２００〜８００質量部の範囲であることが好ましく、３００〜７００質量部の範囲であることがより好ましい。
非異方性充填材１６の含有量は、体積基準の充填率（体積充填率）で表すと、熱伝導性シート全量に対して、３０〜６０体積％が好ましく、４０〜５５体積％がより好ましい。
非異方性充填材は、２００質量部以上とすることで、異方性充填材１２同士の隙間に介在する非異方性充填材１６の量が十分となり、熱伝導性が良好になる。一方、８００質量部以下とすることで、含有量に応じた熱伝導性を高める効果を得ることができ、また、非異方性充填材１６により異方性充填材１２による熱伝導を阻害したりすることもない。さらに、３００〜７００質量部の範囲内にすることで、熱伝導性シート１０の熱伝導性に優れ、混合組成物の粘度も好適となる。
異方性充填材の体積充填率に対する、非異方性充填材１６の体積充填率の比は、２〜５であることが好ましく、２〜３であることがより好ましい。体積充填率の割合の範囲を上記範囲内とすることで、非異方性充填材１６が、異方性充填材の間に適度に充填され、効率的な伝熱パスを形成することができるため、熱伝導性シート１０の熱伝導性を向上させることができる。
＜熱伝導性シート＞
熱伝導性シート１０のシートの厚み方向の熱抵抗値は、好ましくは１℃／Ｗ未満、より好ましくは０．５℃／Ｗ以下、更に好ましくは０．２℃／Ｗ以下である。このように、熱抵抗値を一定値以下とすることにより、熱伝導性シート１０は、発熱体から放熱体へ熱を伝達させやすくなる。熱抵抗値は小さければ小さいほどよいが、通常は０．０１℃／Ｗ以上である。熱抵抗値は実施例に記載の方法で測定することができる。
熱伝導性シート１０の厚さ方向の熱伝導率は、例えば５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好ましく、１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましく、１８Ｗ／ｍ・Ｋ以上がさらに好ましい。これら下限値以上とすることで、熱伝導性シート１０の厚さ方向における熱伝導性を優れたものにできる。上限は特にないが、熱伝導性シート１０の厚さ方向の熱伝導率は、例えば５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。なお、熱伝導率はＡＳＴＭ Ｄ５４７０−０６に準拠した方法で測定するものとする。
熱伝導性シート１０は、上記のように表面において、異方性充填材１２が露出することで表面が非粘着面となる。
非粘着面である表面は、作業者の手に触れたりしても粘着しにくく、また、後述する発熱体や放熱体などの接触対象物などに加圧により付着しても剥がれやすい。また、熱伝導性シート１０は、表面が非粘着であることで、電子機器などに組み付けるときに摺動などさせることが可能になる。
熱伝導性シート１０の厚さは、０．１〜５．０ｍの範囲で使用されることが考えられるが、その厚み範囲に限定される必要はない。熱伝導性シート１０が搭載される電子機器の形状や用途に応じて、適宜変更されるが、より好ましい厚さは０．１〜０．３ｍｍである。厚さが０．１〜０．３ｍｍであることで、熱伝導性シートが薄膜となり、熱伝導のしやすい熱伝導性シートとなる。
熱伝導性シート１０は、電子機器内部などにおいて使用される。具体的には、熱伝導性シートは、発熱体と放熱体との間に介在させられ、発熱体で発した熱を熱伝導して放熱体に移動させ、放熱体から放熱させる。ここで、発熱体としては、電子機器内部で使用されるＣＰＵ、パワーアンプ、バッテリー等の電源などの各種の電子部品が挙げられる。また、放熱体は、ヒートシンク、ヒートパイプ、ヒートポンプ、電子機器の金属筐体などが挙げられる。熱伝導性シートは、両表面それぞれが、発熱体及び放熱体それぞれに密着し、かつ圧縮して使用される。
＜熱伝導性シートの製造方法＞
本実施形態の熱伝導性シートは、特に限定されないが、例えば、以下の工程（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を備える方法により製造できる。
工程（Ａ）：熱伝導性シートにおいて厚さ方向となる一方向に沿って、異方性充填材が配向された配向成形体を得る工程
工程（Ｂ）：配向成形体を切断してシート状にして、シート状成形体を得る工程
工程（Ｃ）：シート状成形体の表面を研磨する工程
以下、各工程について、より詳細に説明する。
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）では、例えば、異方性充填材と、非異方性充填材と、高分子マトリクスの原料となる高分子組成物とを含む混合組成物から配向成形体を成形する。混合組成物は、好ましくは硬化して配向成形体とする。配向成形体は、より具体的には磁場配向製法、流動配向製法により得ることができるが、これらの中では、磁場配向製法が好ましい。
（磁場配向製法）
磁場配向製法では、硬化後に高分子マトリクスとなる液状の高分子組成物と、異方性充填材及び非異方性充填材とを含む混合組成物を金型などの内部に注入したうえで磁場に置き、異方性充填材を磁場に沿って配向させた後、高分子組成物を硬化させることで配向成形体を得る。配向成形体としてはブロック状のものとすることが好ましい。
また、金型内部において、混合組成物に接触する部分には、剥離フィルムを配置してもよい。剥離フィルムは、例えば、剥離性の良い樹脂フィルムや、片面が剥離剤などで剥離処理された樹脂フィルムが使用される。剥離フィルムを使用することで、配向成形体が金型から離型しやすくなる。
磁場配向製法において使用する混合組成物の粘度は、磁場配向させるために、１０〜３００Ｐａ・ｓであることが好ましい。１０Ｐａ・ｓ以上とすることで、異方性充填材や非異方性充填材が沈降しにくくなる。また、３００Ｐａ・ｓ以下とすることで流動性が良好になり、磁場で異方性充填材が適切に配向され、配向に時間がかかりすぎたりする不具合も生じない。なお、粘度とは、回転粘度計（ブルックフィールド粘度計ＤＶ−Ｅ、スピンドルＳＣ４−１４）を用いて２５℃において、回転速度１０ｒｐｍで測定された粘度である。
ただし、沈降し難い異方性充填材や非異方性充填材を用いたり、沈降防止剤等の添加剤を組合せたりする場合には、混合組成物の粘度は、１０Ｐａ・ｓ未満としてもよい。
磁場配向製法において、磁力線を印加するための磁力線発生源としては、超電導磁石、永久磁石、電磁石等が挙げられるが、高い磁束密度の磁場を発生することができる点で超電導磁石が好ましい。これらの磁力線発生源から発生する磁場の磁束密度は、好ましくは１〜３０テスラである。磁束密度を１テスラ以上とすると、炭素材料などからなる上記した異方性充填材を容易に配向させることが可能になる。また、３０テスラ以下にすることで、実用的に製造することが可能になる。
高分子組成物の硬化は、加熱により行うとよいが、例えば、５０〜１５０℃程度の温度で行うとよい。また、加熱時間は、例えば１０分〜３時間程度である。
（流動配向製法）
流動配向製法では、混合組成物に剪断力をかけて、面方向に異方性充填材が配向された予備的シートを製造し、これを複数枚積層して積層ブロックを製造して、その積層ブロックを配向成形体とするとよい。
より具体的には、流動配向製法では、まず、高分子組成物に異方性充填材と非異方性充填材、必要により種々の添加剤を混入し攪拌し、混入させた固形物が均質に分散した混合組成物を調製する。ここで、高分子組成物に使用する高分子化合物は、常温（２３℃）で液状の高分子化合物を含むものであってもよいし、常温で固体状の高分子化合物を含むものであってもよい。また、高分子組成物は、可塑剤を含有していてもよい。
混合組成物は、シート状に伸長させるときに剪断力がかかるように比較的高粘度であり、混合組成物の粘度は、具体的には３〜５０Ｐａ・ｓであることが好ましい。混合組成物は、上記粘度を得るために、溶剤が配合されることが好ましい。
次に、混合組成物に対して剪断力を付与しながら平たく伸長させてシート状（予備的シート）に成形する。剪断力をかけることで、異方性充填材を剪断方向に配向させることができる。シートの成形手段として、例えば、バーコータやドクターブレード等の塗布用アプリケータ、もしくは、押出成形やノズルからの吐出等により、基材フィルム上に混合組成物を塗工し、その後、必要に応じて乾燥したり、混合組成物を半硬化させたりするとよい。予備的シートの厚さは、５０〜２５０μｍ程度とすることが好ましい。予備的シートにおいて、異方性充填材はシートの面方向に沿う一方向に配向している。
次いで、予備的シートを、配向方向が同じになるように複数枚重ねて積層した後、加熱、紫外線照射などにより混合組成物を必要に応じて硬化させつつ、熱プレス等により予備的シートを互いに接着させることで積層ブロックを形成し、その積層ブロックを配向成形体とするとよい。
［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）では、工程（Ａ）にて得られた配向成形体を、異方性充填材が配向する方向に対して垂直に、スライスなどにより切断して、シート状成形体を得る。スライスは、例えばせん断刃やレーザーなどで行うとよい。シート状成形体は、スライスなどの切断により、切断面である各表面において高分子マトリクスから異方性充填材の先端が露出する。また、露出した異方性充填材の少なくとも一部は、各表面から突出する。露出する異方性充填材は、ほとんどが倒れずに厚さ方向に配向したものとなる。
ここで、配向成形体は、ＪＩＳ Ｋ６２５３で規定するタイプＥ硬度が１０〜８０であることが好ましく、２０〜７０であることがより好ましい。Ｅ硬度が１０〜８０であると、シート状成形体をスライスする際に、異方性充填材よりも高分子マトリクスの方が積極的に切断され、異方性充填材を露出させ易くすることができる。また、スライスして熱伝導性シートを成形した後に、表面を研磨することでも、高分子マトリクスの方が異方性充填材に比べて摩耗し易いことから、異方性充填材を露出させることができる。さらに、異方性充填材が露出した状態で摩耗すれば、露出した異方性充填材の端部が潰されて、熱伝導性シートの表面方向に膨出した形状の端部が形成されやすく、その端部により被着体との接触面積が増加するため、より熱伝導性を高めることができる。
［工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）では、シート状成形体の異方性充填材が露出した表面を研磨する。表面の研磨は、例えば、研磨紙や研磨フィルム、研磨布、研磨ベルト等を使用して行うとよい。本製造方法では、シート状成形体の表面を研磨することより、異方性充填材が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下とされる。
したがって、例えば研磨紙の性状としては、含有する砥粒の平均粒径（Ｄ５０）が０．１〜１００μｍのものが好ましく、９〜６０μｍのものがより好ましい。平均粒径０．１μｍ以上の研磨紙を使用することで、シート表面から異方性充填材が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）を所定値以下にまで平滑化する、具体的には発熱体等の接触相手面との接触点が丸みを帯びて平滑化することが可能になる。また、平均粒径１００μｍ以下の研磨紙を使用することで、熱伝導性シートの表面に実用的に問題となる傷が付いたりすることを防止する。また、上記と同様な理由で、例えば研磨紙の砥粒の粒度としては、♯１２０〜２００００であることが好ましく、♯３００〜１５０００であることが好ましく、♯３２０〜４０００であることがより好ましい。
研磨方法は、熱伝導性シートの表面に対して、例えば研磨紙を同一直線方向に連続して当接し研磨するほか、一定距離を往復して研磨したり、同一方向に回転して研磨をしたり、様々な方向に当接して研磨したり、といった方法を用いることができる。
また、研磨の程度は、例えば、表面状態を観察しながら行えばよいが、例えば往復研磨の場合は、１〜３００回の往復が好ましく、２〜２００回がより好ましく、３〜５０回がさらに好ましく、具体的には、異方性充填剤の突出する長さが１００μｍ以下になる程度に研磨することが好ましい。更には突出する長さが５０μｍ以下になる程度に研磨することがより好ましい。
なお、以上の説明では、熱伝導性シート１０の両表面１０Ａ、１０Ｂに異方性充填材１２が露出して、両表面１０Ａ、１０Ｂにおいて、異方性充填材１２が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下となっている態様を示した。ただし、本発明では、両表面１０Ａ、１０Ｂのうち一方のみにおいて、異方性充填剤１２が表出した熱伝導性シートとなっていてもよい。
したがって、両表面１０Ａ、１０Ｂのうちの他方は、異方性充填材１２が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下となっており、また、異方性充填材１２が表出していても山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下とならないようにされてもよい。この場合、工程（Ｃ）による研磨を両表面のうち一方のみに行うとともに、他方の表面には、研磨を行わず、また、研磨を行っても上記工程（Ｃ）で示した条件以外で研磨を行うとよい。
また、研磨を行ったものは、発熱体や放熱体等と密着しかつ圧縮して使用される前から非常に平坦であり、圧縮後の表面性状は圧縮前からわずかに平坦化した程度でほぼ変わらない。これに対して、研磨しないものは、圧縮により大幅に平坦化することもあるが、研磨をしたものと同等までは平坦化できない。
また、両表面１０Ａ、１０Ｂのうちの他方は、異方性充填材１２が高分子マトリクス１２内部に埋まった表面にしてもよい。上記した磁場配向製法により製造された配向成形体は、その最外面が、異方性充填材の充填割合が他の部分よりも低い、典型的には、異方性充填材が含有しないスキン層となる。したがって、例えば、配向成形体の最外面を、熱伝導性シート１０の両表面１０Ａ、１０Ｂのうちの他方にすることで、両表面１０Ａ、１０Ｂのうちの他方を、異方性充填材１２が高分子マトリクス１２内部に埋まった表面にできる。異方性充填材１２が高分子マトリクス１２内部に埋まった表面は、粘着面となる。粘着面は、放熱体や発熱体などの接触対象物に対して、付着することで、接触対象物を固定させることが可能になる。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の熱伝導性シートについて、図２を用いて説明する。
第１の実施形態においては、熱伝導性シート１０には、充填材として、異方性充填材１２に加えて、非異方性充填材１６が含有されていたが、本実施形態の熱伝導性シート２０は、図２に示すように、非異方性充填材１６が含有されない。すなわち、第２の実施形態の熱伝導性シートにおいては、充填材として例えば炭素繊維のみを使用してもよい。
第２の実施形態の熱伝導性シート２０のその他の構成は、非異方性充填材が含有されない点以外は、上記した第１の実施形態の熱伝導性シート１０と同様であるので、その説明は省略する。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、熱伝導性シート２０の表面２０Ａ、２０Ｂのうち少なくとも一方において、異方性充填材１２が露出した構成となり、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、少なくとも一方の面は、異方性充填材１２が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下であることで、厚さ方向の熱伝導性を向上させることができる。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
本実施例では、以下の方法により熱伝導性シートの物性を評価した。
［山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）、算術平均高さ（Ｓａ）、界面の展開面積比（Ｓｄｒ）］
レーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製、ＶＫ−Ｘ１５０）を用いた表面性状解析により、ＩＳＯ２５１７８に準拠して行った。具体的には、レンズ倍率１０倍で、表面積１０００μｍ×１０００μｍの二次元領域の表面プロファイルを、レーザー法により測定した。同一サンプルに対して３か所測定したときの平均値を山頂点の算術平均曲Ｓｐｃとして採用した。
算術平均高さ（Ｓａ）及び界面の展開面積比（Ｓｄｒ）についても、同様に同一サンプルに対して３か所測定し、これらの平均値をそれぞれ、算術平均高さ（Ｓａ）及び界面の展開面積比（Ｓｄｒ）とした。
［熱抵抗値］
熱抵抗値は、図３に示すような熱抵抗測定機を用い、以下に示す方法で測定した。
具体的には、各試料について、本試験用に大きさが３０ｍｍ×３０ｍｍの試験片Ｓを作製した。そして各試験片Ｓを、測定面が２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍで側面が断熱材２１で覆われた銅製ブロック２２の上に貼付し、上方の銅製ブロック２３で挟み、ロードセル２６によって荷重をかけて、厚さが元の厚さの９０％となるように設定した。ここで、下方の銅製ブロック２２はヒーター２４と接している。また、上方の銅製ブロック２３は、断熱材２１によって覆われ、かつファン付きのヒートシンク２５に接続されている。次いで、ヒーター２４を発熱量２５Ｗで発熱させ、温度が略定常状態となる１０分後に、上方の銅製ブロック２３の温度（θｊ０）、下方の銅製ブロック２２の温度（θｊ１）、及びヒーターの発熱量（Ｑ）を測定し、以下の式（１）から各試料の熱抵抗値を求めた。
熱抵抗＝（θｊ１−θｊ０）／Ｑ ・・・ 式（１）
式（１）において、θｊ１は下方の銅製ブロック２２の温度、θｊ０は上方の銅製ブロック２３の温度、Ｑは発熱量である。
［ＪＩＳ Ｋ６２５３で規定するタイプＥ硬度］
日本工業規格であるＪＩＳ Ｋ ６２５３に基づき、タイプＥ硬度を測定した。具体的には、各例で作製した配向成形体について、タイプＥデュロメータを用いて測定した。
［配向率］
作製した熱伝導シートの断面を電子顕微鏡により観察し、１００個の異方性充填剤（炭素繊維）を抽出し、１００個中、シートの厚み方向に配向している異方性充填剤の数を求めた。６１個（６１％）以上が配向しているものを〇とし、６０個（６０％）未満のものを×とした。
なお、炭素繊維の長軸方向が、熱伝導性シートの厚み方向から２０°以内の範囲に向いているものを配向していると判断した。
［実施例１］
高分子マトリクス（高分子組成物）として、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとハイドロジェンオルガノポリシロキサン（合計で１００質量部、体積充填率３６体積％）と、異方性充填材として炭素繊維（平均繊維長１００μｍ、アスペクト比１０、熱伝導率５００Ｗ／ｍ・Ｋの黒鉛化炭素繊維）１５０質量部（体積充填率３０体積％）と、非異方性充填材として、アルミナ粉末（球状、平均粒径３μｍ、アスペクト比１．０）２００質量部（体積充填率１８体積％）、及びアルミニウム粉末（不定形、平均粒径３μｍ）１００質量部（体積充填率１３体積％）を混合して混合組成物を得た。
続いて、熱伝導性シートよりも充分に大きな厚さに設定された金型に上記混合組成物を注入し、８Ｔの磁場を厚さ方向に印加して炭素繊維を厚さ方向に配向した後に、８０℃で６０分間加熱することでマトリクスを硬化して、ブロック状の配向成形体を得た。
次に、せん断刃を用いて、ブロック状の配向成形体を厚さ１ｍｍのシート状にスライスすることにより、炭素繊維が露出しているシート状成形体を得た。
続いて、シート状成形体の両表面を、砥粒の平均粒径（Ｄ５０）が６０μｍである粗目の研磨紙Ａ（粒度＃３２０）により５０回往復研磨して、熱伝導性シートを得た。
［実施例２］
研磨紙Ａを、砥粒がより細かい、平均粒径（Ｄ５０）が３μｍである研磨紙Ｂ（粒度＃４０００）に変更し、研磨回数を１５回往復に変更した以外は、実施例１と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例３］
研磨紙Ａを、砥粒が更により細かい、平均粒径（Ｄ５０）が０．３μｍである研磨紙Ｃ（粒度＃１５０００）に変更し、研磨回数を３回往復に変更した以外は、実施例１と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例４］
研磨紙Ａによる５０回往復研磨を、研磨紙Ａによる３０回往復研磨とし、その後、研磨紙Ｂにより１０回往復研磨、さらに研磨紙Ｃにより１０回往復研磨に変更した以外は、実施例１と同様にして熱伝導性シートを得た。
［比較例１］
シート状成形体を研磨しなかった点以外は、実施例１と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例５］
高分子マトリクス（高分子組成物）として、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとハイドロジェンオルガノポリシロキサン（合計で１００質量部、体積充填率３２体積％）と、異方性充填材として炭素繊維（平均繊維長１００μｍ、アスペクト比１０、熱伝導率５００Ｗ／ｍ・Ｋの黒鉛化炭素繊維）１５０質量部（体積充填率２６体積％）と、非異方性充填材として、アルミナ粉末（球状、平均粒径３μｍ、アスペクト比１．０）４７５質量部（体積充填率４１体積％）を混合して混合組成物を得た。
続いて、熱伝導性シートよりも充分に大きな厚さに設定された金型に上記混合組成物を注入し、８Ｔの磁場を厚さ方向に印加して炭素繊維を厚さ方向に配向した後に、８０℃で６０分間加熱することでマトリクスを硬化して、ブロック状の配向成形体を得た。
次に、せん断刃を用いて、ブロック状の配向成形体を厚さ１ｍｍのシート状にスライスすることにより、炭素繊維が露出しているシート状成形体を得た。
続いて、シート状成形体の両表面を、砥粒が粗目の研磨紙Ａにより３０回往復研磨して、熱伝導性シートを得た。
［実施例６］
研磨紙Ａを、砥粒が粗目がより細かい研磨紙Ｂに変更し、研磨回数を１５回往復に変更した以外は、実施例５と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例７］
研磨紙Ａを、砥粒が更により細かい研磨紙Ｃに変更し、研磨回数を５回往復に変更した以外は、実施例５と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例８］
研磨紙Ａによる５０回往復研磨を、研磨紙Ａによる３０回往復研磨とし、その後、研磨紙Ｂにより１０回往復研磨、さらに研磨紙Ｃにより１０回往復研磨に変更した以外は、実施例５と同様にして熱伝導性シートを得た。
［比較例２］
シート状成形体を研磨しなかった点以外は、実施例５と同様にして熱伝導性シートを得た。
各例で作製したシート状成形体あるいは熱伝導性シートについて、既述の測定及び評価を行った。結果を下記表１に示す。
Figure 2020067141
［実施例９］
高分子マトリクス（高分子組成物）として、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとハイドロジェンオルガノポリシロキサン（合計で１００質量部、体積充填率３６体積％）と、異方性充填材として炭素繊維（平均繊維長１００μｍ、アスペクト比１０、熱伝導率５００Ｗ／ｍ・Ｋの黒鉛化炭素繊維）１４０質量部（体積充填率２８体積％）と、グラファイト（平均粒径１３０μｍ、アスペクト比１０、熱伝導率５５０Ｗ／ｍ・Ｋの鱗片状黒鉛粉末）５質量部（体積充填率１体積％）と、非異方性充填材として、アルミニウム粉末（不定形、平均粒径３μｍ）２５０質量部（体積充填率３４体積％）を混合して混合組成物を得た。
続いて、熱伝導性シートよりも充分に大きな厚さに設定された金型に上記混合組成物を注入し、８Ｔの磁場を厚さ方向に印加して炭素繊維を厚さ方向に配向した後に、８０℃で６０分間加熱することでマトリクスを硬化して、ブロック状の配向成形体を得た。
次に、せん断刃を用いて、ブロック状の配向成形体を厚さ１ｍｍのシート状にスライスすることにより、炭素繊維が露出しているシート状成形体を得た。
続いて、シート状成形体の両表面を、砥粒の平均粒径（Ｄ５０）が６０μｍである粗目の研磨紙Ａ（粒度＃３２０）により５０回往復研磨して、熱伝導性シートを得た。
［実施例１０］
研磨紙Ａを、砥粒がより細かい、平均粒径（Ｄ５０）が３μｍである研磨紙Ｂ（粒度＃４０００）に変更し、研磨回数を１５回往復に変更した以外は、実施例９と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例１１］
研磨紙Ａを、砥粒が更により細かい、平均粒径（Ｄ５０）が０．３μｍである研磨紙Ｃ（粒度＃１５０００）に変更し、研磨回数を３回往復に変更した以外は、実施例９と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例１２］
研磨紙Ａによる５０回往復研磨を、研磨紙Ａによる３０回往復研磨とし、その後、研磨紙Ｂにより１０回往復研磨、さらに研磨紙Ｃにより１０回往復研磨に変更した以外は、実施例９と同様にして熱伝導性シートを得た。
［比較例３］
シート状成形体を研磨しなかった点以外は、実施例９と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例１３］
高分子マトリクス（高分子組成物）として、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとハイドロジェンオルガノポリシロキサン（合計で１００質量部、体積充填率３６体積％）と、異方性充填材として炭素繊維（平均繊維長１００μｍ、アスペクト比１０、熱伝導率５００Ｗ／ｍ・Ｋの黒鉛化炭素繊維）１５０質量部（体積充填率３０体積％）と、非異方性充填材として、アルミニウム粉末（不定形、平均粒径３μｍ）２５０質量部（体積充填率３３体積％）を混合して混合組成物を得た。
続いて、熱伝導性シートよりも充分に大きな厚さに設定された金型に上記混合組成物を注入し、８Ｔの磁場を厚さ方向に印加して炭素繊維を厚さ方向に配向した後に、８０℃で６０分間加熱することでマトリクスを硬化して、ブロック状の配向成形体を得た。
次に、せん断刃を用いて、ブロック状の配向成形体を厚さ１ｍｍのシート状にスライスすることにより、炭素繊維が露出しているシート状成形体を得た。
続いて、シート状成形体の両表面を、砥粒が粗目の研磨紙Ａにより３０回往復研磨して、熱伝導性シートを得た。
［実施例１４］
研磨紙Ａを、砥粒が粗目がより細かい研磨紙Ｂに変更し、研磨回数を１５回往復に変更した以外は、実施例１３と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例１５］
研磨紙Ａを、砥粒が更により細かい研磨紙Ｃに変更し、研磨回数を５回往復に変更した以外は、実施例１３と同様にして熱伝導性シートを得た。
［実施例１６］
研磨紙Ａによる５０回往復研磨を、研磨紙Ａによる３０回往復研磨とし、その後、研磨紙Ｂにより１０回往復研磨、さらに研磨紙Ｃにより１０回往復研磨に変更した以外は、実施例１３と同様にして熱伝導性シートを得た。
［比較例４］
シート状成形体を研磨しなかった点以外は、実施例１３と同様にして熱伝導性シートを得た。
各例で作製したシート状成形体あるいは熱伝導性シートについて、既述の測定及び評価を行った。結果を下記表２に示す。
Figure 2020067141
以上の実施例の結果から明らかなように、熱伝導性シートにおいては、異方性充填材が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下であることで、所望の熱抵抗値と、熱伝導率を得ることができ、厚さ方向の熱伝導性を向上させることができた。一方で、比較例では、所望の熱抵抗値と、熱伝導率を得ることができず、厚さ方向の熱伝導性を十分に向上させることができなかった。
１０、２０ 熱伝導性シート
１２ 異方性充填材
１４ 高分子マトリクス
２１ 断熱材
２２ 下方の銅製ブロック
２３ 上方の銅製ブロック
２４ ヒーター
２５ ヒートシンク
２６ ロードセル
Ｓ 試験片
θｊ０ 上方の銅製ブロックの温度
θｊ１ 下方の銅製ブロックの温度

Claims (7)

  1. 高分子マトリクス中に異方性充填材を含有した熱伝導性シートであって、少なくとも一方の面は、前記異方性充填材が表出しつつ、山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が１８０００（１／ｍｍ）以下である熱伝導性シート。
  2. 前記異方性充填材が、熱伝導性シートの厚み方向に配向している請求項１記載の熱伝導性シート。
  3. 前記少なくとも一方の面は、算術平均高さ（Ｓａ）が２０μｍ以下である請求項１又は２に記載の熱伝導性シート。
  4. 前記熱伝導性シートの表面は、界面の展開面積比（Ｓｄｒ）が７０以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱伝導性シート。
  5. 前記異方性熱伝導性充填材が、繊維状充填材、及び鱗片状充填材の少なくともいずれかである請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱伝導性シート。
  6. 厚さが０．１〜５．０ｍｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱伝導性シート。
  7. 厚さが０．１〜０．３ｍｍである請求項６に記載の熱伝導性シート。
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