KR101667513B1

KR101667513B1 - 열 전도성 시트

Info

Publication number: KR101667513B1
Application number: KR1020167003207A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 아라마키; 다쿠히로 이시이; 마사히코 이토; 신이치 우치다; 아츠야 요시나리; 슌스케 우치다; 스케 우치다
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2016-10-18
Also published as: CN107254172A; KR20160021900A; TWI634201B; CN105378914B; JP2015035580A; TW201514289A; US20160118316A1; JP5798210B2; WO2015005366A1; US9437521B2; CN105378914A

Abstract

유연성이 우수하고, 두께 방향의 열 전도성이 양호한 열 전도성 시트를 제공한다. 경화성 수지 조성물과 열 전도성 섬유와 열 전도성 입자를 함유하고, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는다. 또한, 열 전도성 입자의 충전량이 70 vol％ 이하이다. 각종 열원과 방열 부재 사이의 단차를 매립하여 밀착성을 향상시키고, 시트의 두께 방향의 열 전도성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열 전도성 시트를 장시간, 고온 환경하에서 사용한 경우, 밀착성이 향상되기 때문에, 열 저항을 저하시킬 수 있다.

Description

열 전도성 시트{THERMALLY CONDUCTIVE SHEET}

본 발명은, 발열성 전자 부품 등의 방열을 촉진시키는 열 전도성 시트에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에 있어서 2013년 7월 10일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원 2013-145035, 및 2014년 4월 18일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원 2014-086432 를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로, 이 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다.

전자 기기의 추가적인 고성능화에 수반하여, 반도체 소자의 고밀도화, 고실장화가 진행되고 있다. 이에 수반하여, 전자 기기를 구성하는 전자 부품으로부터 발열하는 열을 더욱 효율적으로 방열하는 것이 중요해 졌다. 반도체는, 효율적으로 방열시키기 위해서, 열 전도성 시트를 개재하여 방열 팬, 방열판 등의 히트 싱크에 장착되어 있다. 열 전도성 시트로는, 실리콘에 무기 필러 등의 충전재를 분산 함유시킨 것이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 방열 부재에 있어서는, 추가적인 열 전도율의 향상이 요구되고 있고, 일반적으로는, 고열 전도성을 목적으로 하여, 매트릭스 내에 배합되어 있는 무기 필러의 충전율을 높임으로써 대응하고 있다. 그러나, 무기 필러의 충전율을 높이면, 유연성이 손상되거나, 무기 필러의 충전율이 높은 것으로부터 가루 떨어짐이 발생하기 때문에, 무기 필러의 충전율을 높이는 데에는 한계가 있다.

무기 필러로는, 예를 들어, 알루미나, 질화알루미늄, 수산화알루미늄 등을 들 수 있다. 또한, 고열 전도율을 목적으로 하여, 질화붕소, 흑연 등의 인편상 (鱗片狀) 입자, 탄소 섬유 등을 매트릭스 내에 충전시키는 경우가 있다. 이것은, 인편상 입자 등이 갖는 열 전도율의 이방성에 의한 것이다. 예를 들어, 탄소 섬유의 경우에는, 섬유 방향으로 약 600 ∼ 1200 W/mK 의 열 전도율을 갖는다. 질화 붕소의 경우에는, 면 방향으로 약 110 W/mK, 면 방향에 대하여 수직인 방향으로 약 2 W/mK 정도의 열 전도율을 가지고 있고, 이방성을 갖는 것이 알려져 있다.

이와 같이 탄소 섬유, 인편상 입자의 면 방향을 열의 전달 방향인 시트의 두께 방향과 동일하게 한다. 즉, 탄소 섬유, 인편상 입자를 시트의 두께 방향으로 배향시키는 것에 의해, 열 전도를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 그러나, 성형 후에 경화시킨 경화물을 슬라이스 할 때에 균일한 두께로 슬라이스 할 수 없으면 시트 표면의 요철부가 크고, 요철부에 에어를 말려들게 하여, 우수한 열 전도가 이루어지지 않는다는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 시트의 세로 방향에 대하여 수직인 방향으로 등간격으로 나열한 칼날에 의해 타발하고, 슬라이스 하여 이루어지는 열 전도 고무 시트가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2 에는, 도포와 경화를 반복하여 적층시켜 이루어지는 적층체를, 원형 회전 칼날을 갖는 절단 장치로 슬라이스 함으로써, 소정 두께의 열 전도성 시트가 얻어지는 것이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3 에는, 이방성 흑연 입자를 포함하는 흑연층을 2 층 이상 적층한 적층체를, 메탈 소우를 이용하여, 팽창 흑연 시트가 얻어지는 시트의 두께 방향에 대하여 0°로 배향하도록 (적층된 면에 대하여 90°의 각도로) 절단하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이들 제안의 절단 방법으로는, 절단면의 표면 거칠기가 커지게 되어, 계면에서의 열 저항이 커져, 두께 방향의 열 전도가 저하하게 된다는 문제가 있다.

최근, 각종 열원 (예를 들어 LSI, CPU, 트랜지스터, LED 등의 각종 디바이스) 과 방열 부재 사이에 끼워 사용하는 열 전도성 시트가 요망되고 있다. 이와 같은 열 전도성 시트는, 각종 열원과 방열 부재 사이의 단차를 매립하여 밀착시키기 위해서, 압축 가능한 부드러운 것이 요망되고 있다.

열 전도성 시트는, 일반적으로 열 전도성의 무기 필러를 다량으로 충전함으로써 시트의 열 전도율을 높이고 있지만 (예를 들어, 특허문헌 4, 5 참조), 무기 필러의 충전량을 많게 하면 시트가 딱딱해지고, 물러진다. 또한, 예를 들어, 무기 필러를 다량으로 충전한 실리콘계 열 전도성 시트를 장시간 고온 환경하에 둔 경우, 열 전도성 시트가 딱딱해지고, 두께가 두꺼워지는 등의 현상을 볼 수 있어, 하중 인가시의 열 전도성 시트의 열 저항이 상승하게 된다.

일본 공개특허공보 2010-56299호 일본 공개특허공보 2010-50240호 일본 공개특허공보 2009-55021호 일본 공개특허공보 2007-277406호 일본 공개특허공보 2007-277405호

본 발명은, 이와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 유연성이 우수하고, 두께 방향의 열 전도성이 양호한 열 전도성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 열 전도성 시트는, 경화성 수지 조성물과 열 전도성 섬유와 열 전도성 입자를 함유하고, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관련된 열 전도성 시트는, 경화성 수지 조성물과 열 전도성 섬유와 열 전도성 입자를 함유하고, 상기 열 전도성 입자 및 상기 열 전도성 섬유의 충전량이 70 vol％ 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관련된 디바이스는, 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼워 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 열 전도성 시트가, 우수한 유연성을 갖기 때문에, 각종 열원과 방열 부재 사이의 단차를 매립하여 밀착성을 향상시키고, 시트의 두께 방향의 열 전도성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열 전도성 시트를 장시간, 고온 환경하에서 사용한 경우, 밀착성이 향상되기 때문에, 열 저항을 저하시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 열 전도성 시트의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 2 는 본 발명에 관련된 열 전도성 시트의 제조 방법에 있어서의 절단 공정에 있어서 사용되는 초음파 절단기의 일례를 나타내는 외관도이다.
도 3 은 슬라이스 장치의 일례를 나타내는 외관도이다.
도 4 는 본 발명에 관련된 다른 열 전도성 시트의 제조 방법에 있어서의 배열 공정의 일례를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5 는 본 발명에 관련된 열 전도성 시트의 제조 방법에 있어서의 가성형 공정, 정렬 공정 및 본성형 공정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6 은 본 발명에 관련된 열 전도성 시트의 제조 방법에 있어서의 정렬 공정으로 얻어진 적층체의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7 은 (A) 는 프레스를 실시하지 않은 본성형체의 일례를 나타내는 사시도이고, (B) 는 프레스를 실시한 본성형체의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8 은 탄소 섬유 길이가 50 ㎛ 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 9 는 탄소 섬유 길이가 100 ㎛ 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 10 은 탄소 섬유 길이가 150 ㎛ 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 11 은 탄소 섬유 길이가 180 ㎛ 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 12 는 탄소 섬유 길이가 250 ㎛ 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 13 은 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 6 : 4 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 14 는 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 55 : 45 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 15 는 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 5 : 5 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 16 은 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 3 : 7 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 17 은 실시예 17 의 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼운 상태의 경과 시간에 대한 열 저항을 나타내는 그래프이다.
도 18 은 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 55 : 45 일 때의 열 전도성 시트의 하중에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 19 는 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 55 : 45 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 20 은 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 55 : 45 일 때의 열 전도성 시트의 하중에 대한 열 저항을 나타내는 그래프이다.
도 21 은 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 55 : 45 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 저항을 나타내는 그래프이다.
도 22 는 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 60 : 40 일 때의 열 전도성 시트의 하중에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 23 은 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 60 : 40 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다.
도 24 는 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 60 : 40 일 때의 열 전도성 시트의 하중에 대한 열 저항을 나타내는 그래프이다.
도 25 는 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 60 : 40 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 저항을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태 (이하, 본 실시형태라고 칭한다) 에 대하여, 도면을 참조하면서 하기 순서로 상세하게 설명한다.

1. 열 전도성 시트

2. 열 전도성 시트의 제조 방법

3. 다른 열 전도성 시트의 제조 방법

4. 실시예

＜1. 열 전도성 시트＞

이하, 본 실시형태에 관련된 열 전도성 시트를 구성하는 경화성 수지 조성물, 열 전도성 섬유, 열 전도성 입자 등에 대하여 설명한다.

본 실시형태에 관련된 열 전도성 시트는, 경화성 수지 조성물과 열 전도성 섬유와 열 전도성 입자를 함유하고, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는다.

또한, 본 실시형태에 관련된 열 전도성 시트는, 경화성 수지 조성물과 열 전도성 섬유와 열 전도성 입자를 함유하고, 열 전도성 입자 및 열 전도성 섬유의 충전량이 70 vol％ 이하이다.

구체적으로는, 열 전도성 입자 및 열 전도성 섬유의 충전량을 70 vol％ 이하로 하고, 경화성 수지 조성물로서, 실리콘 주제와 경화제의 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 경우, 실리콘 주제와 경화제의 배합비 (실리콘 주제 : 경화제) 를, 5 : 5 ∼ 6 : 4 로 함으로써, 열 전도 시트의 압축률을 40 ％ 이상으로 할 수 있다.

열 전도성 시트의 압축률이 40 ％ 이상임으로써, 각종 열원과 방열 부재 사이의 단차를 매립하여 밀착성을 향상시키고, 시트의 두께 방향의 열 전도성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열 전도성 시트를 장시간, 고온 환경하에서 사용한 경우, 밀착성이 향상되기 때문에, 열 저항을 저하시킬 수 있다.

또한, 열 전도성 시트는, 압축률이 40 ％ 이하에 있어서, 15 W/mK 이상의 열 전도율의 피크치를 갖는 것이 바람직하고, 20 W/mK 이상의 열 전도율의 피크치를 갖는 것이 보다 바람직하다. 이로써, 열 전도 시트에 하중을 가한 압축 상태에 있어서, 우수한 열 전도성을 얻을 수 있다.

또한, 열 전도성 시트는, 열 저항이 0.5 kgf/㎠ 이상 3 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에서 극소치를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 열 전도성 시트의 열 저항치는, 0.5 kgf/㎠ 이상 3 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에 있어서, 하중을 가함에 따라 작아져, 최소치를 취한 후에 커진다. 이로써, 예를 들어 기판 상의 전자 부품 등의 발열체에 열 전도 시트를 방열 부재와 함께 설치한 경우, 작은 하중으로 발열체와 방열 부재를 밀착시킬 수 있고, 우수한 열 전도성을 얻을 수 있다. 또한, 작은 하중으로 기판에 설치할 수 있기 때문에, 기판의 파괴 등의 리스크를 저감시킬 수 있다.

또한, 열 전도성 시트는, 두께가 3.0 ㎜ 이하이고, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축했을 때의 최대 압축 응력이 1000 N 이하인 것이 바람직하다. 최대 압축 응력이 작음으로써, 설치 시의 기판에 대한 부하가 저감되기 때문에, 기판의 파괴 등의 리스크를 저감시킬 수 있다. 또한, 열 전도성 시트는 두께가 두껍고, 압축 속도가 작으면 최대 압축 응력은 작아진다.

또한, 열 전도성 시트는, 두께가 3.0 ㎜ 이하이고, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축하고, 40 ％ 압축한 상태로 10 분간 유지했을 때의 잔류 응력이 220 N 이하인 것이 바람직하다. 잔류 응력이 작은 것에 의해, 장기 이용시에 기판에 가해지는 응력을 저감시킬 수 있다.

[경화성 수지 조성물]

경화성 수지 조성물은, 특별히 한정되지 않고, 열 전도성 시트에 요구되는 성능에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 열가소성 폴리머 또는 열경화성 폴리머를 사용할 수 있다.

열가소성 폴리머로는, 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 또는 이들의 폴리머 앨로이 등을 들 수 있다.

열가소성 수지로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 ; 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아세트산비닐, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리아세탈, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS) 수지, 폴리페닐렌에테르, 변성 폴리페닐렌에테르, 지방족 폴리아미드류, 방향족 폴리아미드류, 폴리아미드이미드, 폴리메타크릴산 또는 그 에스테르, 폴리아크릴산 또는 그 에스테르, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에테르니트릴, 폴리에테르케톤, 폴리케톤, 액정 폴리머, 실리콘 수지, 아이오노머 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

열가소성 엘라스토머로는, 예를 들어 스티렌-부타디엔 공중합체 또는 그 수소 첨가 폴리머, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 또는 그 수소 첨가 폴리머 등의 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

열경화성 폴리머로는, 예를 들어 가교 고무, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 벤조시클로부텐 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르, 디알릴프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 폴리이미드실리콘, 열 경화형 폴리페닐렌에테르, 열 경화형 변성 폴리페닐렌에테르 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

가교 고무로는, 예를 들어 천연 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 수소 첨가 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 염소화폴리에틸렌, 클로로술폰화폴리에틸렌, 부틸 고무, 할로겐화부틸 고무, 불소 고무, 우레탄 고무, 아크릴 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

경화성 수지 조성물의 경화 방법은, 특별히 한정되지 않고, 열 전도성 시트에 요구되는 성능에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 경화제 혼합형, 용제 휘산형, 가열 경화형, 열 용융형, 자외선 경화형 등을 사용할 수 있다.

본 실시형태에서는, 성형 가공성, 내후성이 우수함과 함께, 전자 부품에 대한 밀착성 및 추종성의 점에서, 경화제 혼합형의 실리콘 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘 수지로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 부가 반응형 액상 실리콘 고무, 과산화물을 가류에 사용하는 열가류형 밀러블 타입의 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 전자 기기의 방열 부재로는, 전자 부품의 발열면과 히트 싱크면의 밀착성이 요구되기 때문에, 부가 반응형 액상 실리콘 고무가 특히 바람직하다.

경화성 수지 조성물로서, 실리콘 주제와 경화제의 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 경우, 실리콘 주제와 경화제의 배합비 (실리콘 주제 : 경화제) 를, 5 : 5 ∼ 6 : 4 로 함으로써, 열 전도 시트의 압축률을 40 ％ 이상으로 하는 것이 가능하다.

열 전도성 시트 중의 경화성 수지 조성물의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 25 체적％ 이상 45 체적％ 이하로 할 수 있다.

[열 전도성 섬유]

열 전도성 섬유로는, 예를 들어, 탄소 섬유를 사용할 수 있다. 탄소 섬유로는, 예를 들어 피치계, PAN 계, 아크 방전법, 레이저 증발법, CVD 법 (화학 기상 성장법), CCVD 법 (촉매 화학 기상 성장법) 등으로 합성된 것을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 열 전도의 점에서 피치계 탄소 섬유나 폴리벤자졸을 흑연화한 탄소 섬유가 특히 바람직하다.

피치계의 탄소 섬유는, 피치를 주원료로 하고, 용융 방사, 불융화 및 탄화 등의 각 처리 공정 후에 2000 ∼ 3000 ℃ 또는 3000 ℃ 를 초과하는 고온에서 열처리하여 흑연화시킨 것이다. 원료 피치는, 광학적으로 무질서하고 편향을 나타내지 않는 등방성 피치와, 구성 분자가 액정상으로 배열되고, 광학적 이방성을 나타내는 이방성 피치 (메소페이즈 피치) 로 나눌 수 있다. 이방성 피치로부터 제조된 탄소 섬유는, 등방성 피치로부터 제조된 탄소 섬유보다 기계 특성이 우수하고, 전기 및 열의 전도성이 높아진다. 그 때문에, 메소페이즈 피치계의 흑연화 탄소 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

탄소 섬유는, 필요에 따라, 그 일부 또는 전부를 표면 처리하여 사용할 수 있다. 표면 처리로는, 예를 들어, 산화 처리, 질화 처리, 니트로화, 술폰화, 혹은 이들 처리에 의해 표면에 도입된 관능기 혹은 탄소 섬유의 표면에, 금속, 금속 화합물, 유기 화합물 등을 부착 혹은 결합시키는 처리 등을 들 수 있다. 관능기로는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 카르보닐기, 니트로기, 아미노기 등을 들 수 있다.

열 전도성 섬유의 평균 섬유 길이는, 50 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 열 전도성 섬유의 평균 섬유 길이를 50 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하로 함으로써, 열 전도성 섬유끼리가 교락하기 쉬워져, 열 전도성 시트의 두께 방향의 열 전도성을 보다 양호하게 할 수 있다. 또한, 열 전도성 시트를 압축한 상태에 있어서, 우수한 열 전도율의 피크치를 얻을 수 있다. 또한, 평균 섬유 길이를 조정하기 위해서, 상이한 평균 섬유 길이의 탄소 섬유를 혼합해도 된다. 또한, 열 전도성 섬유의 평균 섬유 길이는, 예를 들어, 입도 분포계, 마이크로스코프, 주사형 전자 현미경 (SEM) 등에 의해 측정할 수 있다. 또한, 열 전도성 섬유의 평균 직경은, 5 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

열 전도성 시트 중의 열 전도성 섬유의 함유량은, 15 체적％ 이상 40 체적％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 열 전도성 섬유의 함유량을 15 체적％ 이상으로 함으로써, 보다 효과적으로 열 저항치를 낮출 수 있기 때문에, 열 전도성 시트의 두께 방향의 열 전도성을 보다 양호하게 할 수 있다. 또한, 열 전도성 섬유의 함유량을 40 체적％ 이하로 함으로써, 예를 들어 압출기로 열 전도성 조성물을 압출할 때에, 압출이 곤란해지는 것을 방지할 수 있다.

[열 전도성 입자]

열 전도성 입자는, 열 전도성 조성물에 있어서의 열 전도성 섬유와의 유속의 차이에 의해, 소정 방향으로 열 전도성 섬유를 정렬시키기 쉽게 하는, 즉, 열 전도성 섬유를 압출 방향을 따라 열 전도성 섬유를 배향시키기 쉽게 하기 위해서 사용된다. 또한, 열 전도성 입자는, 열 전도성 시트의 형상을 유지시키기 위해서도 사용된다.

열 전도성 입자로는, 예를 들어, 알루미나, 질화알루미늄, 수산화알루미늄, 실리카, 질화붕소, 티타니아, 유리, 산화아연, 탄화규소, 규소 (실리콘), 산화규소, 산화알루미늄, 금속 입자 등을 사용할 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 알루미나, 질화알루미늄, 및 수산화알루미늄 중, 적어도 알루미나를 포함하는 1 종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

질화알루미늄은, 그 분자 내에 질소를 가지고 있고, 이 질소가 경화성 수지 조성물의 반응을 저해하여, 열 전도성 조성물의 점도의 상승을 억제한다. 그 때문에, 질화알루미늄을 사용함으로써, 열 전도성 입자로서 알루미나 입자만을 사용했을 때와 비교하여, 보다 효과적으로 열 전도성 섬유를 열 전도성 시트의 두께 방향을 따라 배향시킬 수 있고, 열 전도성 시트의 두께 방향의 열 전도성을 양호하게 할 수 있다.

또한, 열 전도성 입자는, 예를 들어 실란 커플링제로 표면 처리하는 것이 바람직하다. 열 전도성 입자를 표면 처리함으로써, 분산성을 향상시키고, 열 전도성 시트의 유연성을 향상시킬 수 있다. 또한, 슬라이스에 의해 얻어진 표면 거칠기를 보다 작게 할 수 있다.

열 전도성 입자의 평균 입자경은, 0.5 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 입자경이, 0.5 ㎛ 미만이면, 경화 불량의 원인이 되는 경우가 있고, 10 ㎛ 를 초과하면, 열 전도 시트의 유연성이 저하하여 경화물의 열 전도율이 낮아지는 경우가 있다.

또한, 열 전도성 입자는, 입경이 상이한 2 종 이상을 사용함으로써, 보다 효과적으로, 열 전도성 시트의 두께 방향을 따라 열 전도성 섬유를 배향시키기 쉽게 할 수 있고, 열 전도성 시트의 두께 방향의 열 전도성을 보다 양호하게 할 수 있다. 열 전도성 입자로서 입경이 상이한 2 종 이상을 사용하는 경우, 큰 구상 입자를 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하로 하고, 작은 구상 입자를 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보다 효과적으로, 열 전도성 시트의 두께 방향을 따라 열 전도성 섬유를 배향시키기 쉽게 할 수 있고, 열 전도성 시트의 두께 방향의 열 전도성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 열 전도성 입자의 평균 입자경은, 예를 들어 입도 분포계, 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의해 측정할 수 있다.

열 전도성 시트 중의 열 전도성 입자의 함유량은, 70 체적％ 이하인 것이 바람직하고, 20 체적％ 이상 60 체적％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 열 전도성 입자의 함유량을 70 체적％ 이하로 함으로써, 우수한 유연성을 얻을 수 있고, 열 전도성 시트의 두께 방향의 열 전도성을 보다 양호하게 할 수 있다.

또한, 전술한 열 전도성 조성물에는, 추가로 필요에 따라, 예를 들어 용제, 틱소트로피성 부여제, 분산제, 경화제, 경화 촉진제, 지연제, 미세 점착 부여제, 가소제, 난연제, 산화 방지제, 안정제, 착색제 등의 그 밖의 성분을 배합할 수 있다.

또한, 열 전도성 시트의 두께는, 0.1 ㎜ 이상이 바람직하다. 열 전도성 시트의 두께가, 0.1 ㎜ 미만이면, 경화물의 경도에 따라서는 슬라이스시에 형상을 유지할 수 없게 되는 경우가 있다. 얻어진 시트에, 도트상, 라인상, 외주에 점착층을 형성하는 것도 가능하다.

이와 같은 열 전도성 시트는, 열원과 방열 부재 사이에 협지되는 것이 바람직하다. 열원으로는, 예를 들어 LSI, CPU, 트랜지스터, LED 등을 들 수 있고, 열 전도성 시트가 통신용 LSI 와 방열 부재 사이에 협지된 통신 디바이스, 열 전도성 시트가 컴퓨터용 CPU 와 방열 부재 사이에 협지된 컴퓨터 등에 사용되는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 관련된 열 전도성 시트는, 우수한 유연성을 갖고, 시간의 경과와 함께 밀착성이 향상되기 때문에, 열원과 방열 부재 사이에 협지된 열 전도 시트의 열 저항을, 초기치보다 3 ％ 이상 저하시킬 수 있다.

＜2. 열 전도성 시트의 제조 방법＞

다음으로, 전술한 열 전도성 시트의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 관련된 열 전도성 시트의 제조 방법은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 열 전도성 조성물 제조 공정 S1 과 성형 공정 S2 와 절단 공정 S3 을 갖는다.

[열 전도성 조성물 제조 공정 S1]

열 전도성 조성물 제조 공정 S1 에 있어서, 경화성 수지 조성물, 열 전도성 섬유, 열 전도성 입자 등을, 믹서 등을 이용하여 혼합함으로써 상기 서술한 열 전도성 조성물을 조제한다. 예를 들어, 열 전도성 시트 형성용 조성물 중의 열 전도성 섬유 및 열 전도성 입자의 배합량은, 각각 16 ∼ 40 체적％ 및 30 ∼ 60 체적％ 로 하고, 열 전도성 섬유가, 평균 직경 5 ∼ 20 ㎛ 및 평균 섬유 길이 50 ∼ 250 ㎛ 의 탄소 섬유인 것이 바람직하다.

[성형 공정 S2]

성형 공정 S2 에 있어서는, 열 전도성 조성물 제조 공정 S1 에서 제조한 열 전도성 조성물을 펌프, 압출기 등을 이용하여, 형틀 내에 압출 성형하여, 주상 (柱狀) 의 경화물을 얻는다. 형틀로는, 형상, 크기, 재질 등에 대해서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 형상으로는, 중공 원주상, 중공 각주상 등을 들 수 있다. 크기로는, 제작하는 열 전도성 시트의 크기에 따라 적절히 선정할 수 있다. 재질로는, 예를 들어 스테인리스 등을 들 수 있다.

압출 성형된 성형체는, 사용하는 수지에 따라 적절한 경화 반응에 의해 경화물로 한다. 압출 성형체의 경화 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 경화성 수지 조성물로서 실리콘 수지 등의 열경화성 수지를 사용한 경우, 가열에 의해 경화시키는 것이 바람직하다.

가열에 사용하는 장치로는, 예를 들어 원적외로, 열풍로 등을 들 수 있다. 가열 온도로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 예를 들어 40 ℃ ∼ 150 ℃ 에서 실시하는 것이 바람직하다. 경화물의 유연성은, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 실리콘의 가교 밀도, 열 전도 필러의 충전량 등에 따라 조정할 수 있다.

이로써, 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이 열 전도성 섬유가 주상의 길이 방향 (L) 으로 배향된 주상의 열 전도성 조성물을 형성할 수 있다. 열 전도성 조성물이 압출기 등에 의해 형틀을 통과하는 과정에 있어서, 열 전도성 섬유, 열 전도성 입자 등이 열 전도 조성물의 중심 방향으로 모아져, 표면과 중심에서는 열 전도성 섬유의 밀도가 상이한 상태가 된다. 즉, 압출기를 통과한 열 전도 조성물 (성형체) 의 표면에는, 열 전도성 섬유가 표면에 돌출되어 있지 않기 때문에, 열 전도 조성물 (성형체) 을 경화한 경화물의 표면부 (열 전도성 시트에 있어서의 외주부) 는 양호한 미세 점착성을 구비하고, 피착체 (반도체 장치 등) 에 대한 접착성이 양호해진다. 한편, 열원 또는 방열측과 접하는 면은, 열 전도성 섬유가 돌출되어 있기 때문에 미세 점착성이 저하한다.

여기서, 상기 미세 점착성이란, 시간 경과 및 습열에 의한 접착력 상승이 적은 재박리성을 갖고, 피착체에 붙인 경우에 쉽게 위치가 어긋나지 않을 정도의 점착성을 갖는 것을 의미한다.

또한, 성형 공정 S2 에 있어서는, 예를 들어, 열 전도성 조성물 제조 공정 S1 에서 제조한 열 전도성 조성물을, 이형재를 도포한 폴리에스테르 필름 상에 도포하여 도 2 에 나타내는 것과 같은 주상의 열 전도성 조성물을 형성해도 된다.

[절단 공정 S3]

절단 공정 S3 은, 주상의 경화물을, 기둥의 길이 방향에 대하여 대략 수직 방향으로 소정 두께로 절단하는 공정이다. 예를 들어, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 초음파 절단기 (3) 를 이용하여, 주상의 열 전도성 조성물 (2) 의 길이 방향 (L) 과 직교하는 방향 (V) 으로 주상의 열 전도성 조성물 (2) 을 초음파 커터 (4) 로 슬라이스 함으로써, 열 전도성 섬유의 배향을 유지한 상태로 열 전도성 시트 (1) 를 형성할 수 있다. 그로 인해, 열 전도성 섬유의 배향이 두께 방향으로 유지되어, 열 전도 특성이 양호한 열 전도성 시트 (1) 를 얻을 수 있다.

이 절단 공정 S3 에서는, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축했을 때의 최대 압축 응력이 1000 N 이하가 되도록 소정 두께로 절단하는 것이 바람직하다. 또한, 절단 공정 S3 에서는, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축하고, 40 ％ 압축한 상태로 10 분간 유지했을 때의 잔류 응력이 220 N 이하가 되도록 소정 두께로 절단하는 것이 바람직하다. 또한, 절단 공정 S3 에서는, 0.5 kgf/㎠ 이상 7.5 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에서 열 저항이 2.0 K·㎠/W 이하가 되도록 소정 두께로 절단하는 것이 바람직하다. 또한, 절단 공정 S3 에서는, 3.0 ㎜ 이하의 두께가 되도록 절단하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 우수한 유연성을 갖고, 반발력도 작고, 설치한 장소에 대한 추종성이 우수한 열 전도성 시트를 얻을 수 있다.

초음파 절단기 (3) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 주상의 열 전도성 조성물 (2) 이 재치되는 워크 테이블 (5) 과, 초음파 진동을 가하면서 워크 테이블 (5) 상의 주상의 열 전도성 조성물 (2) 을 슬라이스 하는 초음파 커터 (4) 를 구비한다.

워크 테이블 (5) 은, 금속제의 이동대 (6) 상에, 실리콘 러버 (7) 가 배치 형성되어 있다. 이동대 (6) 는, 이동 기구 (8) 에 의해 소정 방향으로 이동 가능하게 되고, 주상의 열 전도성 조성물 (2) 을 초음파 커터 (4) 의 하부에, 순차적으로, 이송 조작한다. 실리콘 러버 (7) 는, 초음파 커터 (4) 의 날끝을 수용하는 데에 충분한 두께를 갖는다. 워크 테이블 (5) 은, 실리콘 러버 (7) 상에 주상의 열 전도성 조성물 (2) 이 재치되면, 초음파 커터 (4) 의 슬라이스 조작에 따라 이동대 (6) 가 소정 방향으로 이동되고, 주상의 열 전도성 조성물 (2) 을 순차적으로 초음파 커터 (4) 의 하부에 보낸다.

초음파 커터 (4) 는, 주상의 열 전도성 조성물 (2) 을 슬라이스 하는 나이프 (9) 와, 나이프 (9) 에 초음파 진동을 부여하는 초음파 발진 기구 (10) 와, 나이프 (9) 를 승강 조작하는 승강 기구 (11) 를 갖는다.

나이프 (9) 는, 워크 테이블 (5) 에 대하여 날끝이 향하고, 승강 기구 (11) 에 의해 승강 조작됨으로써 워크 테이블 (5) 상에 재치된 주상의 열 전도성 조성물 (2) 을 슬라이스해 간다. 나이프 (9) 는, 초음파 발진 가능한 외날 또는 양날을 사용할 수 있다. 양날은, 성형체에 대하여 양날을 수직으로 내리면 슬라이스된 시트의 두께가 면 내에서 경사지게 되기 때문에, 양날의 날끝이 성형체에 대하여 수직이 되도록 양날을 기울일 필요가 있다. 기울기는 양날의 날끝의 각도의 절반의 각도가 된다. 나이프 (9) 의 치수나 재질은, 주상의 열 전도성 조성물 (2) 의 크기나 조성 등에 따라 결정되고, 예를 들어, 나이프 (9) 는, 폭 40 ㎜, 두께 1.5 ㎜, 날끝 각도 10°의 강으로 이루어진다. 다음으로, 얻어진 성형체를 경화시킨 후, 경화물에 대하여 칼날이 수직으로 절입되도록 절단함으로써, 균일한 두께로 자를 수 있고, 절단면의 표면 거칠기를 작게 할 수 있기 때문에 계면에서의 열 저항이 낮아져, 시트의 두께 방향의 열 전도가 높은 열 전도성 시트를 제작할 수 있다. 또한, 표면 거칠기 Ra 는, 예를 들어 레이저 현미경에 의해 측정할 수 있다.

초음파 발진 기구 (10) 는, 나이프 (9) 에 대하여 주상의 열 전도성 조성물 (2) 의 슬라이스 방향으로 초음파 진동을 부여하는 것으로, 발진 주파수는, 10 ㎑ ∼ 100 ㎑, 진폭은 10 ㎛ ∼ 100 ㎛ 의 범위로 조절하는 것이 바람직하다.

초음파 절단기 (3) 에 의해 초음파 진동을 부여하면서 슬라이스한 열 전도성 시트 (1) 는, 초음파 진동을 부여하지 않고 슬라이스한 열 전도성 시트에 비하여, 열 저항이 낮게 억제된다. 초음파 절단기 (3) 는, 초음파 커터 (4) 에 슬라이스 방향에 대한 초음파 진동을 부여하고 있는 점에서, 계면 열 저항이 낮고, 열 전도성 시트 (1) 의 두께 방향으로 배향되어 있는 열 전도성 섬유가 나이프 (9) 에 의해 옆으로 쓰러지기 어려운 것에 의한다. 한편, 초음파 진동을 부여하지 않고 슬라이스한 열 전도성 시트에서는, 나이프의 마찰 저항에 의해 열 전도성 섬유의 배향이 흐트러지고, 절단면에 대한 노출이 감소하게 되어, 그 때문에, 열 저항이 상승하게 된다. 따라서, 초음파 절단기 (3) 를 사용함으로써, 열 전도 특성이 우수한 열 전도성 시트 (1) 를 얻을 수 있다.

이와 같이 경화 반응이 완료된 성형체를, 압출 방향에 대하여 수직 방향으로 소정 두께로 절단함으로써, 열 전도성 섬유가 열 전도성 시트의 두께 방향으로 배향 (수직 배향) 된 열 전도성 시트를 얻을 수 있다. 열 전도성 시트의 두께는, 0.1 ㎜ 이상이 바람직하다. 상기 두께가, 0.1 ㎜ 미만이면, 경화물의 경도에 따라서는 슬라이스시에 형상을 유지할 수 없게 되는 경우가 있다. 또한, 슬라이스시에는, 성형체를 냉각이나 가온 등 온도를 조절하면서 슬라이스해도 된다. 또한, 칼날을 냉각시키면서 슬라이스해도 된다.

또한, 대략 수직 방향으로 절단되어 이루어지는 열 전도 시트를 프레스하는 프레스 공정을 추가로 갖고, 프레스 공정에서는, 0.5 kgf/㎠ 이상 7.5 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에서 열 저항이 2.0 K·㎠/W 이하가 되도록 프레스하는 것이 바람직하다. 또한, 프레스 공정에서는, 0.1 ㎫ 이상 30 ㎫ 이하의 압력으로 프레스하는 것이 바람직하다. 또한, 프레스 공정에서는, 실온 이상 140 ℃ 이하의 온도에서 프레스하는 것이 바람직하다. 열 전도성 시트를 프레스한 경우, 압축되기 때문에 밀도가 높아져 단단해지기 때문에, 최대 압축 응력은 커지는 것으로 생각되지만, 전술한 프레스 조건으로 프레스함으로써, 최대 압축 응력을 작게 할 수 있다. 이것은, 프레스에 의해 열 전도성 시트 중의 오일 성분이 시트 표면에 블리드하여 미끄러짐성이 양호해져, 최대 압축 응력이 작아지는 것으로 생각된다.

＜3. 다른 열 전도성 시트의 제조 방법＞

열 전도성 시트 (1) 는, 이하와 같은 제조 방법에 의해 제작해도 된다. 즉, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 열 전도성 시트의 제조 방법의 성형 공정 S2 에 있어서, 가성형 공정 S21 과 정렬 공정 S22 와 본성형 공정 S23 을 가져도 된다. 또한, 이하의 설명에서는, 상기 서술한 열 전도성 조성물 제조 공정 S1 및 절단 공정 S3 에 대해서는, 그 상세한 설명을 생략한다.

[가성형 공정 S21]

가성형 공정 S21 에서는, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 열 전도성 조성물 제조 공정 S1 에서 제조한 열 전도성 조성물 (12) 을 압출기 (13) 로 압출하여, 압출 방향을 따라 열 전도성 섬유가 배향한 가늘고 긴 주상의 가성형체 (14) (이하, 가성형체 (14) 라고 칭한다) 를 성형한다.

압출기 (13) 는, 예를 들어, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 가늘고 긴 형상의 통형으로 구성되어 있고, 열 전도성 조성물 (12) 이 배출되는 측의 개구부 (12B) 의 구경 (W2) 이, 본체부 (12A) 의 내경 (W1) 보다 축경되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 압출기 (13) 는, 본체부 (12a) 의 내경 (W1) 이, 길이 방향의 소정 위치로부터 압출 방향을 향하여 테이퍼상으로 축경되고, 개구부 (12B) 의 구경 (W2) 이, 본체부 (12A) 의 내경 (W1) 보다 축경되어 있어도 된다. 열 전도성 조성물 (12) 을 이와 같은 압출기 (13) 로 압출하여, 압출기 (13) 내에 있어서 본체부 (12A) 의 내경 (W1) 보다 축경되어 있는 부분을 향하여 열 전도성 조성물 (12) 을 통과시키는 것에 의해, 열 전도성 섬유가 압출 방향을 따르기 쉬워진다. 이로써, 가성형체 (14) 의 길이 방향으로 열 전도성 섬유를 보다 확실하게 배향시킬 수 있다.

예를 들어, 압출기 (13) 는, 열 전도성 조성물 (12) 중의 열 전도성 섬유의 함유량이 15 체적％ 이상 25 체적％ 이하일 때에는, 개구부 (12B) 의 구경 (W2) 을 1.5 ∼ 9.5 ㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 개구부 (12B) 의 구경 (W2) 을 1.5 ㎜ 이상으로 함으로써, 열 전도성 조성물 (12) 을 압출기 (13) 로 압출할 때에, 압출이 곤란해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 개구부 (12B) 의 구경 (W2) 을 9.5 ㎜ 이하로 함으로써, 열 전도성 섬유의 배향이 흐트러지기 어려워지기 때문에, 열 전도성 시트 (1) 의 두께 방향의 열 전도성을 보다 양호하게 할 수 있다.

압출기 (13) 에 있어서, 개구부 (12B) 의 단면 형상은, 예를 들어, 원상, 삼각상, 사각형상, 정방형상으로 할 수 있지만, 사각형상 또는 정방형상으로 하는 것이 바람직하다. 개구부 (12B) 의 단면 형상을 사각형상 또는 정방형상으로 함으로써, 가성형체 (14) 가 각주상이 된다. 그 때문에, 정렬 공정 S22 에 있어서, 복수의 가성형체 (14) 를 길이 방향과 직교하는 방향에 인접하도록 정렬시키고, 정렬시킨 복수의 가성형체 (14) 를 정렬 방향과 대략 직교하는 방향으로 배치 형성시킨 적층체 (14A) (이하, 적층체 (14A) 라고 칭한다) 를 얻을 때에, 적층체 (14A) 사이에 간극이 잘 발생하지 않게 된다. 이에 의해, 적층체 (14A) 중에 기포가 잘 포함되지 않게 되기 때문에, 본성형 공정 S23 에 있어서, 보다 난연성이 우수한 본성형체 (16) 를 얻을 수 있다.

가성형체 (14) 는, 압출기 (13) 에 의한 압출 방향을 따라 열 전도성 섬유가 배향되어 있고, 가늘고 긴 주상의 형상, 예를 들어, 가늘고 긴 사각 주상, 가늘고 긴 삼각 주상, 가늘고 긴 원주상이다.

[정렬 공정 S22]

정렬 공정 S22 에 있어서는, 예를 들어, 도 5(B), 도 5(C), 도 6 에 나타내는 바와 같이, 가성형 공정 S21 에서 성형한 복수의 가성형체 (14) 를 길이 방향과 직교하는 방향에 인접하도록 정렬시켜, 적층체 (14A) 를 얻는다. 예를 들어, 정렬 공정 S22 에 있어서는, 소정의 프레임 (15) 내에, 가성형체 (14) 를 정렬시켜, 직방체상이나 입방체상으로 가성형체 (14) 를 배치 형성시킨 적층체 (14A) 를 얻는다. 프레임 (15) 은, 본성형 공정 S23 에 있어서 본성형체 (16) 를 성형할 때에, 적층체 (14A) 를 고정시키는 고정 수단으로서 이용되고, 적층체 (14A) 가 크게 변형하게 되는 것을 방지한다. 프레임 (15) 은, 예를 들어 금속으로 형성되어 있다.

[본성형 공정 S23]

본성형 공정 S23 에 있어서는, 예를 들어, 도 5(D) 에 나타내는 바와 같이, 정렬 공정 S22 에서 얻어진 적층체 (14A) 를 경화시킴으로써, 도 5(E) 및 도 7(A), (B) 에 나타내는 바와 같이, 적층체 (14A) 를 구성하는 가성형체 (14) 끼리가 일체화한 본성형체 (16) 를 성형한다. 적층체 (14A) 를 경화시키는 방법으로는, 예를 들어, 적층체 (14A) 를 가열 장치로 가열하는 방법이나, 적층체 (14A) 를 가열 가압 장치로 가열 가압하는 방법을 들 수 있다. 또한, 열 전도성 조성물 (12) 을 구성하는 경화성 수지 조성물로서 아크릴 수지를 사용했을 때에는, 예를 들어, 이소시아네이트 화합물을 열 전도성 조성물 (12) 중에 함유시킴으로써, 적층체 (14A) 를 상온에서 경화시키는 것이 가능하다.

이들 적층체 (14A) 를 경화시키는 방법으로는, 적층체 (14A) 를 가열 가압 장치로 가열 가압하는 방법, 즉, 적층체 (14A) 를 경화시킬 때에, 적층체 (14A) 를 구성하는 복수의 가성형체 (14) 의 길이 방향에 직교하는 방향 (수직 방향) 으로 프레스하는 것이 바람직하다. 이와 같이 적층체 (14A) 를 프레스함으로써, 적층체 (14A) 중으로부터 기포를 보다 확실하게 제거할 수 있기 때문에, 본성형 공정 S23 에 있어서, 보다 난연성이 우수한 본성형체 (16) 를 얻는 것이 가능해진다.

이와 같이 복수의 주상의 가성형체를 길이 방향으로 정렬시켜, 복수의 가성형체끼리가 일체화한 본성형체를 성형하고, 본성형체의 길이 방향과 대략 직교하는 방향으로 절단함으로써, 열 전도성 시트 (1) 의 두께 방향의 열 전도성을 보다 양호하게 할 수 있다.

실시예

＜4. 실시예＞

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 열 전도성 섬유와 열 전도성 입자를 함유하는 실리콘 수지 조성물을 조제하고, 실리콘 수지 조성물로부터 얻어진 열 전도성 시트의 압축률에 대한 두께 방향의 열 전도율에 대하여 평가하였다. 또한, 열 전도성 시트를 압축한 상태를 유지했을 때의 열 저항에 대하여 평가하였다. 본 실시예에 있어서, 열 전도성 섬유의 평균 섬유 길이는, 마이크로스코프 (HiROX Co Ltd 제조, KH7700) 로 각 열 전도성 섬유를 측정하여 얻은 산출치이고, 열 전도성 입자의 평균 입자경은, 입도 분포계에 의해 측정한 값이다. 또한, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

＜열 전도성 시트의 압축률에 대한 두께 방향의 열 전도율＞

[실시예 1]

실시예 1 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 20.4 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 24 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 50 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 22.3 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지는, 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 것을 사용하여, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 6 : 4 가 되도록 배합하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 2]

실시예 2 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 55 : 45 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 3]

실시예 3 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 5 : 5 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[비교예 1]

비교예 1 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 3 : 7 이 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 4]

실시예 4 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 100 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 5]

실시예 5 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 55 : 45 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 6]

실시예 6 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 5 : 5 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[비교예 2]

비교예 2 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 3 : 7 이 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 7]

실시예 7 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 8]

실시예 8 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 55 : 45 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 9]

실시예 9 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 5 : 5 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[비교예 3]

비교예 3 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 3 : 7 이 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 10]

실시예 10 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 180 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 11]

실시예 11 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 55 : 45 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 10 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 12]

실시예 12 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 5 : 5 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 10 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[비교예 4]

비교예 4 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 3 : 7 이 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 10 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 13]

실시예 13 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 250 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 14]

실시예 14 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 55 : 45 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[실시예 15]

실시예 15 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 5 : 5 가 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[비교예 5]

비교예 5 에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 3 : 7 이 되도록 배합한 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지를 사용한 것 이외에는, 실시예 13 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다.

[열 전도율의 측정]

ASTM-D5470 에 준거한 측정 방법에 의해, 실시예 1 ∼ 15, 및 비교예 1 ∼ 5 의 열 전도성 시트에 하중 (0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 7.5 kgf/㎠) 을 가하여 열 전도율을 측정하였다. 또한, 하중을 가했을 때의 열 전도성 시트의 압축률은, 초기 두께 2.0 ㎜ 를 100 ％ 로 했을 때의 변화의 비율로 하였다.

도 8 ∼ 도 12 는, 각각 탄소 섬유 길이가 50 ㎛, 100 ㎛, 150 ㎛, 180 ㎛, 및 250 ㎛ 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 13 ∼ 도 16 은, 각각 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 6 : 4, 55 : 45, 5 : 5, 및 3 : 7 일 때의 열 전도성 시트의 압축률에 대한 열 전도율을 나타내는 그래프이다. 실리콘 주제 A : 경화제 B 가, 5 : 5 의 등량인 경우, 미경화 성분에 의해 유동성을 갖지만, 실리콘 주제 A : 경화제 B 가, 3 : 7 인 경우, 완전 경화하기 때문에, 유동성이 없고, 압축성이 악화되었다.

도 8 ∼ 16 으로부터 분명한 바와 같이, 40 ％ 이상의 압축률을 가짐으로써, 열원과 방열 부재 사이의 단차를 매립하여 밀착성을 향상시키고, 우수한 열 전도성이 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가 5 : 5 ∼ 6 : 4 임으로써, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 열 전도성 시트가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 열 전도성 섬유의 평균 섬유 길이가, 100 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하임으로써, 압축률이 40 ％ 이하에 있어서 20 W/mK 이상의 우수한 열 전도율의 피크치가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

＜열 전도성 시트를 압축한 상태를 유지했을 때의 열 저항＞

[실시예 16]

실시예 16 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 21 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 22 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 25 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지는, 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 것을 사용하여, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 55 : 45 가 되도록 배합하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 3.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다.

열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼워, 0.5 kgf/㎠ 의 하중을 가하여 두께를 일정하게 한 상태에서, 초기의 열 저항을 측정하였다. 초기의 열 저항은, 1.29 K·㎠/W 였다. 그 후, 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼운 상태로 85 ℃ 의 항온조에 넣고, 1000 시간 후에 취출하여, 열 저항을 측정하였다. 1000 시간 후의 열 저항은, 1.20 K·㎠/W 였다. 따라서, 초기와 1000 시간 후의 열 저항의 변화율은, -7 ％ 였다. 표 2 에, 이들 측정 결과를 나타낸다.

[실시예 17]

실시예 17 에서는, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 16 과 동일하게, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다.

열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼워, 2.0 kgf/㎠ 의 하중을 가하여 두께를 일정하게 한 상태에서, 초기의 열 저항을 측정하였다. 초기의 열 저항은, 1.04 K·㎠/W 였다. 그 후, 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼운 상태로 85 ℃ 의 항온조에 넣고, 1000 시간 후에 취출하여, 열 저항을 측정하였다. 1000 시간 후의 열 저항은, 0.79 K·㎠/W 였다. 따라서, 초기와 1000 시간 후의 열 저항의 변화율은, -25 ％ 였다. 표 2 에, 이들 측정 결과를 나타낸다.

[실시예 18]

실시예 18 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 31 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 22 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 16 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 3.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다.

열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼워, 2.0 kgf/㎠ 의 하중을 가하여 두께를 일정하게 한 상태에서, 초기의 열 저항을 측정하였다. 초기의 열 저항은, 2.23 K·㎠/W 였다. 그 후, 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼운 상태로 85 ℃ 의 항온조에 넣고, 1000 시간 후에 취출하여, 열 저항을 측정하였다. 1000 시간 후의 열 저항은, 2.16 K·㎠/W 였다. 따라서, 초기와 1000 시간 후의 열 저항의 변화율은, -3 ％ 였다. 표 2 에, 이들 측정 결과를 나타낸다.

[참고예 1]

참고예 1 에서는, 실시예 1 과 동일 조성의 열 전도성 시트를 사용하였다. 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼우지 않고, 열 전도성 시트에 0.5 kgf/㎠ 의 하중을 가하여 초기의 열 저항을 측정하였다. 초기의 열 저항은, 1.31 K·㎠/W 였다. 그 후, 열 전도성 시트를 85 ℃ 의 항온조에 넣고, 1000 시간 후에 취출하여, 열 저항을 측정하였다. 1000 시간 후의 열 저항은, 1.43 K·㎠/W 였다. 따라서, 초기와 1000 시간 후의 열 저항의 변화율은, 9.2 ％ 였다. 표 2 에, 이들의 측정 결과를 나타낸다.

[참고예 2]

참고예 2 에서는, 실시예 2 와 동일 조성의 열 전도성 시트를 사용하였다. 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼우지 않고, 열 전도성 시트에 2.0 kgf/㎠ 의 하중을 가하여 초기의 열 저항을 측정하였다. 초기의 열 저항은, 1.0 K·㎠/W 였다. 그 후, 열 전도성 시트를 85 ℃ 의 항온조에 넣고, 1000 시간 후에 취출하여, 열 저항을 측정하였다. 1000 시간 후의 열 저항은, 1.02 K·㎠/W 였다. 따라서, 초기와 1000 시간 후의 열 저항의 변화율은, 2 ％ 였다. 표 2 에, 이들 측정 결과를 나타낸다.

또한, 도 17 은, 실시예 17 의 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼운 상태의 경과 시간에 대한 열 저항을 나타내는 그래프이다. 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 끼워 2.0 kgf/㎠ 의 하중을 가한 상태에서 85 ℃ 의 항온조에 넣고, 100 시간 후, 300 시간 후, 500 시간 후, 및 750 시간 후에, 취출하여, 각각 열 저항을 측정하였다. 도 17 에 나타내는 그래프로부터, 하중 인가 직후보다, 변위 일정, 또는 일정 하중을 유지한 상태가, 열 저항이 작아지는 것을 알 수 있었다. 또한, 800 시간 경과 후에는, 열 저항이 대략 일정해지는 것을 알 수 있었다.

표 2 및 도 17 에 나타내는 바와 같이, 열 전도성 입자 및 열 전도성 섬유의 필러의 충전량을 70 vol％ 이하로 함으로써, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 우수한 유연성이 얻어지기 때문에, 시간의 경과와 함께 열원과 방열 부재의 밀착성이 향상되어, 열 저항을 저하시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

＜열 전도성 시트의 두께의 영향에 대하여＞

다음으로, 소정 두께의 열 전도성 시트를 제작하여, 열 전도율 및 열 저항에 대하여 측정하였다.

[열 전도율의 측정]

ASTM-D5470 에 준거한 측정 방법에 의해, 열 전도성 시트에 하중 (kgf/㎠) 을 가하여 열 전도율을 측정하였다. 또한, 하중을 가했을 때의 열 전도성 시트의 압축률은, 초기 두께를 100 ％ 로 했을 때의 변화의 비율로 하였다.

[열 저항의 측정]

열 저항 측정 장치 (덱세리얼즈사 제조) 를 이용하여, 열 전도성 시트를 열원과 방열 부재 사이에 20 ㎜φ 의 샘플을 끼우고, 하중 (kgf/㎠) 을 가한 상태에서 열 저항 (K·㎠/W) 을 측정하였다. 또한, 하중을 가했을 때의 열 전도성 시트의 압축률은, 초기 두께를 100 ％ 로 했을 때의 변화의 비율로 하였다.

[실시예 19]

실시예 19 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 20.4 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 24.0 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 22.3 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 3.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 18 ∼ 도 21 및 표 3 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 4.893 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 10.071 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 20.158 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 26.036 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 46.728 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 20]

실시예 20 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 19 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 18 ∼ 도 21 및 표 4 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 5.771 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 10.795 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 19.755 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 36.586 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 52.079 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 21]

실시예 21 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 19 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 18 ∼ 도 21 및 표 5 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 5.680 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 8.295 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 15.470 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 25.480 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 43.961 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 22]

실시예 22 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 19 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 18 ∼ 도 21 및 표 6 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 6.501 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 8.603 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 15.055 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 23.978 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 39.808 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 50.901 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 23]

실시예 23 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 19 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 18 ∼ 도 21 및 표 7 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 4.269 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 7.649 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 11.679 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 20.420 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 38.141 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 47.330 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 24]

실시예 24 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 0.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 19 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 18 ∼ 도 21 및 표 8 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 5.671 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 7.860 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 8.648 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 10.667 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 15.892 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 21.753 ％), 5.3 kgf/㎠ (압축률 29.821 ％), 6.0 kgf/㎠ (압축률 36.038 ％), 7.5 kgf/㎠ (압축률 44.279 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 25]

실시예 25 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 20.4 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 24.0 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 22.3 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지는, 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 것을 사용하여, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 60 : 40 이 되도록 배합하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 3.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 22 ∼ 도 25 및 표 9 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 5.522 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 12.867 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 33.780 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 46.857 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 59.113 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 66.573 ％), 5.3 kgf/㎠ (압축률 72.782 ％), 6.0 kgf/㎠ (압축률 75.367 ％), 7.5 kgf/㎠ (압축률 77.601 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 26]

실시예 26 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 25 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 22 ∼ 도 25 및 표 10 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 6.042 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 12.571 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 31.371 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 43.307 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 53.652 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 59.514 ％), 5.3 kgf/㎠ (압축률 66.962 ％), 6.0 kgf/㎠ (압축률 70.629 ％), 7.5 kgf/㎠ (압축률 74.061 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 27]

실시예 27 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 25 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 22 ∼ 도 25 및 표 11 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 4.800 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 10.710 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 19.467 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 43.161 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 53.111 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 59.107 ％), 5.3 kgf/㎠ (압축률 68.042 ％), 6.0 kgf/㎠ (압축률 71.279 ％), 7.5 kgf/㎠ (압축률 73.934 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 28]

실시예 28 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 25 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 22 ∼ 도 25 및 표 12 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 5.777 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 12.835 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 20.523 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 34.738 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 48.046 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 57.129 ％), 5.3 kgf/㎠ (압축률 63.879 ％), 6.0 kgf/㎠ (압축률 66.955 ％), 7.5 kgf/㎠ (압축률 71.815 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

[실시예 29]

실시예 29 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 25 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 도 22 ∼ 도 25 및 표 13 에, 하중을 0.5 kgf/㎠ (압축률 5.588 ％), 1.0 kgf/㎠ (압축률 10.313 ％), 1.5 kgf/㎠ (압축률 15.619 ％), 2.0 kgf/㎠ (압축률 36.487 ％), 3.0 kgf/㎠ (압축률 50.618 ％), 4.0 kgf/㎠ (압축률 58.540 ％), 5.3 kgf/㎠ (압축률 55.963 ％), 6.0 kgf/㎠ (압축률 59.207 ％), 7.5 kgf/㎠ (압축률 64.443 ％) 가했을 때의 열 전도율 또는 열 저항을 나타낸다.

도 18 ∼ 도 25 에 나타내는 바와 같이, 3.0 ㎜ 이하의 두께에 있어서, 압축률이 40 ％ 이상이고, 열 저항이 0.5 kgf/㎠ 이상 3 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에서 극소치를 갖는 열 전도성 시트를 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 열 전도성 시트의 열 저항치가, 0.5 kgf/㎠ 이상 3 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에 있어서, 하중을 가함에 따라 작아지고, 최소치를 취한 후에 커짐으로써, 예를 들어 기판 상의 전자 부품 등의 발열체에 열 전도 시트를 방열 부재와 함께 설치한 경우, 작은 하중으로 발열체와 방열 부재를 밀착시킬 수 있어, 우수한 열 전도성을 얻을 수 있다. 또한, 작은 하중으로 기판에 설치할 수 있기 때문에, 기판의 파괴 등의 리스크를 저감시킬 수 있다.

＜열 전도성 시트의 최대 압축 응력 및 잔류 응력에 대하여＞

다음으로, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 를 소정비로 배합하고, 소정 두께의 열 전도성 시트의 최대 압축 응력 및 잔류 응력에 대하여 측정하였다.

[최대 압축 응력 및 잔류 응력의 측정]

25 ㎜ × 25 ㎜ 의 시험편을 인장 압축 시험기 ((주) 에이 앤 디 제조 텐실론 RTG1225) 로 25.4 ㎜/min 의 속도로 40 ％ 압축했을 때의 최대 압축 응력을 측정하였다. 또한, 40 ％ 압축한 상태로 10 분간 유지했을 때의 잔류 응력을 측정하였다. 또한, 25.4 ㎜/min 보다 느린 속도로 압축한 경우, 25.4 ㎜/min 의 속도로 압축했을 때보다 최대 압축 응력은 작아진다.

시험편 : 25 ㎜ × 25 ㎜

압축률 : 40 ％

시험 속도 : 25.4 ㎜/min

시험기 로드 셀 : 2.5 kN

압축판 : 금속

[실시예 30]

실시예 30 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 20.4 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 24.0 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 22.3 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지는, 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 것을 사용하여, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 50 : 50 이 되도록 배합하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 1.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 1000 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 220 N 이었다.

[실시예 31]

실시예 31 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 30 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 780 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 204 N 이었다.

[실시예 32]

실시예 32 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 30 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 700 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 197 N 이었다.

[실시예 33]

실시예 33 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 3.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 30 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 660 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 178 N 이었다.

[실시예 34]

실시예 34 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 20.4 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 24.0 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 22.3 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 1.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 980 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 198 N 이었다.

[실시예 35]

실시예 35 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 34 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 756 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 188 N 이었다.

[실시예 36]

실시예 36 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 34 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 680 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 133 N 이었다.

[실시예 37]

실시예 37 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 3.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 34 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 610 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 124 N 이었다.

[실시예 38]

실시예 38 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 20.4 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 24.0 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 22.3 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지는, 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 것을 사용하여, 실리콘 주제 A 와 경화제 B 의 배합비 (실리콘 주제 A : 경화제 B) 가, 57 : 43 이 되도록 배합하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 1.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 932 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 172 N 이었다.

[실시예 39]

실시예 39 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 38 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 712 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 156 N 이었다.

[실시예 40]

실시예 40 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 38 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 645 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 120 N 이었다.

[실시예 41]

실시예 41 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 3.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 38 과 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 570 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 111 N 이었다.

[실시예 42]

실시예 42 에서는, 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지에, 열 전도성 입자로서 실란 커플링제로 커플링 처리한 평균 입경 5 ㎛ 의 알루미나 입자 20.4 체적％, 평균 입경 1 ㎛ 의 질화알루미늄 입자 24.0 체적％, 및 열 전도성 섬유로서 평균 섬유 길이 150 ㎛ 의 피치계 탄소 섬유 22.3 체적％ 를 혼합하여, 실리콘 수지 조성물을 조제하였다.

얻어진 실리콘 수지 조성물을, 중공 사각 주상의 금형 (35 ㎜ × 35 ㎜) 안에 압출 성형하여, 35 ㎜□ 의 실리콘 성형체를 성형하였다. 실리콘 성형체를 오븐으로 100 ℃ 에서 6 시간 가열하여 실리콘 경화물로 하였다. 실리콘 경화물을, 두께가 1.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 910 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 154 N 이었다.

[실시예 43]

실시예 43 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 1.5 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 42 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 690 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 147 N 이었다.

[실시예 44]

실시예 44 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 2.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 42 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 590 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 90 N 이었다.

[실시예 45]

실시예 45 에서는, 실리콘 경화물을, 두께가 3.0 ㎜ 가 되도록 초음파 커터로 절단한 것 이외에는, 실시예 42 와 동일하게 하여 열 전도성 시트를 얻었다. 이 열 전도성 시트는, 40 ％ 이상의 압축률을 갖는 것이었다. 또한, 표 14 에 나타내는 바와 같이, 최대 압축 응력은 543 N 이고, 10 분 후의 잔류 응력은 85 N 이었다.

표 14 에 나타내는 바와 같이, 3.0 ㎜ 이하의 두께에 있어서, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축했을 때의 최대 압축 응력이 1000 N 이하이고, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축하고, 40 ％ 압축한 상태로 10 분간 유지했을 때의 잔류 응력이 220 N 이하인 것을 알 수 있었다. 이와 같이 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축했을 때의 최대 압축 응력이 1000 N 이하임으로써, 설치 시의 기판에 대한 부하가 저감되기 때문에, 기판의 파괴 등의 리스크를 저감시킬 수 있다. 또한, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축하고, 40 ％ 압축한 상태로 10 분간 유지했을 때의 잔류 응력이 220 N 이하임으로써, 장기 이용시에 기판에 가해지는 응력을 저감시킬 수 있다.

1 ; 열 전도성 시트
2 ; 주상의 열 전도성 조성물
3 ; 초음파 절단기
4 ; 초음파 커터
5 ; 워크 테이블
6 ; 이동대
7 ; 실리콘 러버
8 ; 이동 기구
9 ; 나이프
10 ; 초음파 발진 기구
11 ; 승강 기구
12 ; 열 전도성 조성물
13 ; 압출기
14 ; 가성형체
14A ; 적층체
15 ; 프레임
16 ; 본성형체

Claims

경화성 수지 조성물과, 열 전도성 섬유와, 열 전도성 입자를 함유하고,
두께가 1.5 ㎜ 보다 크고 3.0 ㎜ 이하이고,
압축률이 40 ％ 이상이고, 열 저항이 0.5 kgf/㎠ 이상 3 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에서 극소치를 갖고,
압축률이 20 ％ 이하에 있어서 15 W/mK 이상의 열 전도율의 피크치를 갖는, 열 전도성 시트.
제 1 항에 있어서,
25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축했을 때의 최대 압축 응력이 780 N 미만인, 열 전도성 시트.
제 1 항에 있어서,
25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축하고, 40 ％ 압축한 상태로 10 분간 유지했을 때의 잔류 응력이 204 N 미만인, 열 전도성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 경화성 수지 조성물이, 실리콘 주제와 경화제의 2 액성의 부가 반응형 액상 실리콘 수지이고,
상기 실리콘 주제와 상기 경화제의 배합비 (실리콘 주제 : 경화제) 가, 5 : 5 ∼ 6 : 4 인, 열 전도성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 열 전도성 섬유의 평균 섬유 길이가, 50 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하인, 열 전도성 시트.
제 1 항에 있어서,
압축률이 20 ％ 이하에 있어서 20 W/mK 이상의 열 전도율의 피크치를 갖는, 열 전도성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 열 전도성 입자 및 상기 열 전도성 섬유의 함유량이, 70 vol％ 이하인, 열 전도성 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 경화성 수지 조성물과, 상기 열 전도성 섬유와, 상기 열 전도성 입자를 함유하는 열 전도성 조성물이 압출 성형된 주상의 경화물을, 기둥의 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 절단되어 이루어지는, 열 전도성 시트.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 열 전도성 시트를, LSI, CPU, 트랜지스터, LED 중 어느 하나로 이루어지는 열원과 방열 부재 사이에 협지하여 이루어지는, 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 열 전도성 시트의 열 저항이, 상기 열원과 상기 방열 부재 사이에 협지된 초기치보다, 1000 시간 경과 이후 3 ％ 이상 저하하여 이루어지는, 디바이스.
경화성 수지 조성물과, 열 전도성 섬유와, 열 전도성 입자를 함유하는 열 전도성 조성물을 압출 성형하는 성형 공정과,
상기 압출 성형된 주상의 경화물을, 기둥의 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 절단하여, 열 전도성 시트를 얻는 절단 공정을 갖고,
상기 절단 공정에서는, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축했을 때의 최대 압축 응력이 780 N 미만, 또한 압축률이 20 ％ 이하에 있어서 15 W/mK 이상의 열 전도율의 피크치를 갖도록, 두께가 1.5 ㎜ 보다 크고 3.0 ㎜ 이하의 소정 두께로 절단하는, 열 전도성 시트의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 절단 공정에서는, 25 ㎜/min 이하의 속도로 40 ％ 압축하고, 40 ％ 압축한 상태로 10 분간 유지했을 때의 잔류 응력이 204 N 미만이 되도록 소정 두께로 절단하는, 열 전도성 시트의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 절단 공정에서는, 0.5 kgf/㎠ 이상 7.5 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에서 열 저항이 2.0 K·㎠/W 이하가 되도록 소정 두께로 절단하는, 열 전도성 시트의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 수직 방향으로 절단되어 이루어지는 열 전도 시트를 프레스하는 프레스 공정을 추가로 갖고,
상기 프레스 공정에서는, 0.5 kgf/㎠ 이상 7.5 kgf/㎠ 이하의 하중 범위에서 열 저항이 2.0 K·㎠/W 이하가 되도록 프레스하는, 열 전도성 시트의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 프레스 공정에서는, 0.1 ㎫ 이상 30 ㎫ 이하의 압력으로 프레스하는, 열 전도성 시트의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 프레스 공정에서는, 실온 이상 140 ℃ 이하의 온도에서 프레스하는, 열 전도성 시트의 제조 방법.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 열 전도성 시트의 제조 방법에 의해 얻어지는, 열 전도성 시트.
제 17 항에 기재된 열 전도성 시트를, LSI, CPU, 트랜지스터, LED 중 어느 하나로 이루어지는 열원과 방열 부재 사이에 협지하여 이루어지는, 디바이스.
제 18 항에 있어서,
상기 열 전도성 시트의 열 저항이, 상기 열원과 상기 방열 부재 사이에 협지된 초기치보다, 1000 시간 경과 이후 3 ％ 이상 저하하여 이루어지는, 디바이스.
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