KR20110089103A

KR20110089103A - 방열 구조체

Info

Publication number: KR20110089103A
Application number: KR1020110009625A
Authority: KR
Inventors: 세이지 이즈따니; 가즈따까 하라; 다까히로 후꾸오까; 히사에 우찌야마; 히또쯔구 히라노
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2011-08-04
Also published as: CN104658994A; US20110259565A1; TW201139641A; CN102169856B; JP2012049496A; CN102169856A

Abstract

방열 구조체는, 기판과, 상기 기판에 실장되는 전자 부품과, 상기 전자 부품으로부터 발생하는 열을 방열시키기 위한 방열성 부재와, 상기 기판에, 상기 전자 부품을 피복하도록 설치되는 열전도성 접착 시트를 구비한다. 상기 열전도성 접착 시트는, 판 형상의 질화붕소 입자를 함유하는 열전도성층을 구비한다. 상기 열전도성층은, 상기 열전도성층의 두께 방향에 대한 직교 방향의 열전도율이 4W/mㆍK 이상이며, 상기 열전도성 접착 시트가 상기 방열성 부재에 접촉하고 있다.

Description

방열 구조체{RADIATION STRUCTURE}

본 발명은 방열 구조체에 관한 것이다.

최근, 메모리 등의 전자 부품은, 대용량화에 수반하여 동작시에 발생하는 발열량이 증대되어, 그것에 의해 전자 부품이 열화할 우려가 있고, 그로 인해, 전자 부품 및 그것을 실장하는 기판을 포함하는 구조체에서는 높은 방열성(고열전도성)이 요구되고 있다.

예를 들어, 기판에 실장되는 복수의 메모리의 상면에, 알루미늄으로 이루어지는 평판 형상의 메모리용 히트싱크를 적재하고, 기판, 각 메모리 및 메모리용 히트싱크를 클립으로 끼워 넣는 구조체가 제안되어 있다(예를 들어, 메모리용 히트싱크, 인터넷(URL:http://www.ainex.jp/products/hm-02.htm) 참조).

상기한 메모리용 히트싱크, 인터넷의 구조체에서는, 메모리용 히트싱크를 메모리의 상면에 접촉시킴으로써, 메모리로부터 발생하는 열을 메모리용 히트싱크에 의해 방열시키고 있다.

그러나, 상기한 메모리용 히트싱크, 인터넷에서는, 메모리의 측면은, 평판 형상의 메모리용 히트싱크와 접촉하고 있지 않고, 게다가, 각 메모리의 두께가 상이한 경우에는, 두께가 얇은 메모리의 상면과, 메모리용 히트싱크와의 사이에 간극이 생긴다. 그로 인해, 메모리로부터 발생하는 열을 충분히 방열시킬 수 없다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 방열성이 우수한 방열 구조체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 방열 구조체는, 기판과, 상기 기판에 실장되는 전자 부품과, 상기 전자 부품으로부터 발생하는 열을 방열시키기 위한 방열성 부재와, 상기 기판에, 상기 전자 부품을 피복하도록 설치되는 열전도성 접착 시트를 구비하고, 상기 열전도성 접착 시트는, 판 형상의 질화붕소 입자를 함유하는 열전도성층을 구비하고, 상기 열전도성층은, 상기 열전도성층의 두께 방향에 대한 직교 방향의 열전도율이 4W/mㆍK 이상이며, 상기 열전도성 접착 시트가 상기 방열성 부재에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 방열 구조체에서는, 상기 열전도성 접착 시트는, 상기 열전도성층 중 적어도 한쪽면에 적층되는 접착제층 또는 점착제층을 구비하고, 상기 접착제층 또는 상기 점착제층은 상기 기판과 접착 또는 점착하고 있는 것이 적합하다.

본 발명의 방열 구조체에서는, 전자 부품이 열전도성 접착 시트에 피복되어 있으므로, 전자 부품으로부터 발생하는 열을 전자 부품의 상면 및 측면으로부터 열전도성 접착 시트에 열전도시킬 수 있다. 그리고, 이러한 열을 열전도성 접착 시트로부터 방열 부재에 열전도시켜, 방열 부재에 있어서 외부에 방열시킬 수 있다.

그로 인해, 전자 부품으로부터 발생하는 열을 열전도성 접착 시트 및 방열 부재에 의해 효율적으로 방열시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 방열 구조체의 일 실시 형태의 단면도를 나타내는 도면.
도 2는, 열전도성층의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이며, (a)는 혼합물 또는 적층 시트를 열 프레스하는 공정, (b)는 프레스 시트를 복수개로 분할하는 공정, (c)는 분할 시트를 적층하는 공정을 나타내는 도면.
도 3은, 열전도성층의 사시도를 나타내는 도면.
도 4는, 열전도성 접착 시트의 단면도를 나타내는 도면.
도 5는, 도 1의 방열 구조체를 제작하기 위한 공정도이며, 프레임이 지지되는 하우징에 전자 부품이 실장되어 있는 기판을 고정함과 함께, 열전도성 접착 시트를 준비하는 공정을 나타내는 도면.
도 6은, 본 발명의 방열 구조체의 다른 실시 형태(열전도성 접착 시트가 열전도성층으로 이루어지는 형태)의 단면도를 나타내는 도면.
도 7은, 도 6의 방열 구조체를 제작하기 위한 공정도이며, 프레임이 지지되는 하우징에 전자 부품이 실장되어 있는 기판을 고정함과 함께, 열전도성 접착 시트를 준비하는 공정을 나타내는 도면.
도 8은, 본 발명의 방열 구조체의 다른 실시 형태(열전도성 접착 시트의 타단부가 하우징에 접촉하는 형태)의 단면도를 나타내는 도면.
도 9는, 본 발명의 방열 구조체의 다른 실시 형태(접착ㆍ점착층이 전자 부품의 상면에 접촉하는 형태)의 단면도를 나타내는 도면.
도 10은, 내굴곡성 시험의 타입 I의 시험 장치(내굴곡성 시험 전)의 사시도를 나타내는 도면.
도 11은, 내굴곡성 시험의 타입 I의 시험 장치(내굴곡성 시험 도중)의 사시도를 나타내는 도면.

도 1은, 본 발명의 방열 구조체의 일 실시 형태의 단면도, 도 2는, 열전도성층의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도, 도 3은, 열전도성층의 사시도, 도 4는, 열전도성 접착 시트의 단면도, 도 5는, 도 1의 방열 구조체를 제작하기 위한 공정도를 나타낸다.

도 1에 있어서, 이 방열 구조체(1)는, 기판(2)과, 기판(2)에 실장되는 전자 부품(3)과, 전자 부품(3)으로부터 발생하는 열을 방열(열수송, 열전도)시키기 위한 방열성 부재로서의 프레임(4)과, 기판(2)에 설치되는 열전도성 접착 시트(5)를 구비하고 있다.

기판(2)은, 대략 평판 형상으로 형성되어 있고, 예를 들어 질화알루미늄, 산화알루미늄 등 세라믹스, 예를 들어 유리ㆍ에폭시 수지, 예를 들어 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 아크릴 수지, 폴리에테르니트릴, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리염화비닐 등의 합성 수지 등으로 형성되어 있다.

전자 부품(3)은, 예를 들어 IC(집적 회로) 칩(20), 콘덴서(21), 코일(22) 및/또는 저항기(23)를 포함하고 있다. 또한, 전자 부품(3)은, 예를 들어 5V 미만의 전압 및/또는 1A 미만의 전류를 제어한다. 전자 부품(3)은, 기판(2)의 상면에 실장되어 있고, 면 방향(기판(2)의 면 방향, 도 1의 좌우 방향 및 깊이 방향)으로 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 전자 부품(3)의 두께는, 예를 들어 1㎛ 내지 1cm 정도이다.

프레임(4)은, 기판(2)을 수용하는 하우징(도 1에 있어서 도시하지 않음)에 지지되고, 기판(2)의 외측(측방)에 간격을 두고 배치되어 있고, 평면에서 볼 때, 기판(2)을 둘러싸는 대략 프레임 형상으로 형성되어 있다. 또한, 프레임(4)은, 단면에서 볼 때, 상하 방향으로 긴 대략 직사각 형상으로 형성되어 있다. 프레임(4)은, 예를 들어 알루미늄, 스테인리스, 구리, 철 등의 금속 등으로 형성되어 있다.

열전도성 접착 시트(5)는, 기판(2) 상에 전자 부품(3)을 피복하도록 설치되어 있다. 또한, 열전도성 접착 시트(5)는, 일단부(도 1에 있어서의 우측 단부)가 전자 부품(3)의 표면(상면 및 측면)에 접촉하고, 타단부(도 1에 있어서의 좌측 상단부)가 프레임(4)의 내면(우측면)에 접촉하도록 배치되어 있다.

상세하게는, 열전도성 접착 시트(5)는, 방열 구조체(1)에 있어서, 단면이 대략 L자 형상을 이루고, 중앙(좌우 방향 중앙)부 및 일단부는 기판(2)의 상면에 있어서 면 방향으로 연장되도록 배치되어 있고, 중앙부로부터 타단부측 부분이 기판(2)의 일단부 모서리(좌측 단부 모서리)로부터 상방을 향해 굴곡하고, 그리고, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부는 프레임(4)의 우측면(내면)에 있어서 상방으로 연장되도록 배치되어 있다.

이 열전도성 접착 시트(5)는, 도 4가 참조되는 바와 같이, 열전도성층(6)과, 열전도성층(6)의 이면(하면)에 적층되는 접착제층(7) 또는 점착제층(7)(이하, 이것들을 「접착ㆍ점착층(7)」이라고 총칭하는 경우가 있음)을 구비하고 있다.

열전도성층(6)은, 시트 형상으로 형성되어 있고, 질화붕소 입자를 함유하고 있다.

구체적으로는, 열전도성층(6)은, 질화붕소(BN) 입자를 필수 성분으로서 함유하고, 또한, 예를 들어 수지 성분을 함유하고 있다.

질화붕소 입자는, 판 형상(혹은 비늘 조각 형상)으로 형성되어 있고, 열전도성층(6)에 있어서 소정 방향(후술)으로 배향된 형태로 분산되어 있다.

질화붕소 입자는, 긴 방향 길이(판의 두께 방향에 대한 직교 방향에 있어서의 최대 길이)의 평균이, 예를 들어 1 내지 100㎛, 바람직하게는 3 내지 90㎛이다. 또한, 질화붕소 입자의 긴 방향 길이의 평균은 5㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이상, 특히 바람직하게는 30㎛ 이상, 가장 바람직하게는 40㎛ 이상이며, 통상 예를 들어 100㎛ 이하, 바람직하게는 90㎛ 이하이다.

또한, 질화붕소 입자의 두께(판의 두께 방향 길이, 즉, 입자의 짧은 방향 길이)의 평균은, 예를 들어 0.01 내지 20㎛, 바람직하게는 0.1 내지 15㎛이다.

또한, 질화붕소 입자의 종횡비(긴 방향 길이/두께)는, 예를 들어 2 내지 10000, 바람직하게는 10 내지 5000이다.

그리고, 질화붕소 입자의 광 산란법에 의해 측정되는 평균 입자 직경은, 예를 들어 5㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이상, 특히 바람직하게는 30㎛ 이상, 가장 바람직하게는 40㎛ 이상이며, 통상 100㎛ 이하이다.

또한, 광 산란법에 의해 측정되는 평균 입자 직경은, 동적 광 산란식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정되는 체적 평균 입자 직경이다.

질화붕소 입자의 광 산란법에 의해 측정되는 평균 입자 직경이 상기 범위에 미치지 않으면, 열전도성층(6)이 물러져 취급성이 저하되는 경우가 있다.

또한, 질화붕소 입자의 벌크 밀도(JIS K 5101, 겉보기 밀도)는, 예를 들어 0.3 내지 1.5g/㎤, 바람직하게는 0.5 내지 1.0g/㎤이다.

또한, 질화붕소 입자는, 시판품 또는 그것을 가공한 가공품을 사용할 수 있다. 질화붕소 입자의 시판품으로서는, 예를 들어 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬사제의 「PT」 시리즈(예를 들어, 「PT-110」 등), 쇼와 덴꼬사제의 「쇼비엔 UHP」 시리즈(예를 들어, 「쇼비엔 UHP-1」등) 등을 들 수 있다.

수지 성분은, 질화붕소 입자를 분산할 수 있는 것, 즉, 질화붕소 입자가 분산되는 분산 매체(매트릭스)이며, 예를 들어 열경화성 수지 성분, 열가소성 수지 성분 등의 수지 성분을 들 수 있다.

열경화성 수지 성분으로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 열경화성 폴리이미드, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 열경화성 우레탄 수지 등을 들 수 있다.

열가소성 수지 성분으로서는, 예를 들어 폴리올레핀(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등), 아크릴 수지(예를 들어, 폴리메타크릴산 메틸 등), 폴리아세트산 비닐, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리알릴술폰, 열가소성 폴리이미드, 열가소성 우레탄 수지, 폴리아미노비스말레이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 비스말레이미드트리아진 수지, 폴리메틸펜텐, 불화 수지, 액정 중합체, 올레핀-비닐알코올 공중합체, 아이오노머, 폴리아릴레이트, 아크릴로니트릴-에틸렌-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등을 들 수 있다.

이것들 수지 성분은, 단독 사용 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

수지 성분 중, 바람직하게는 에폭시 수지를 들 수 있다.

에폭시 수지는, 상온에 있어서 액상, 반고형상 및 고형상 중 어느 하나의 형태이다.

구체적으로는, 에폭시 수지로서는, 예를 들어 비스페놀형 에폭시 수지(예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 다이머산 변성 비스페놀형 에폭시 수지 등), 노볼락형 에폭시 수지(예를 들어, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지 등), 나프탈렌형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지(예를 들어, 비스아릴플루오렌형 에폭시 수지 등), 트리페닐메탄형 에폭시 수지(예를 들어, 트리스히드록시페닐메탄형 에폭시 수지 등) 등의 방향족계 에폭시 수지, 예를 들어 트리에폭시프로필이소시아누레이트(트리글리시딜이소시아누레이트), 히단토인 에폭시 수지 등의 질소 함유 환 에폭시 수지, 예를 들어 지방족형 에폭시 수지, 예를 들어 지환족형 에폭시 수지(예를 들어, 디시클로환형 에폭시 수지 등), 예를 들어 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 예를 들어 글리시딜아민형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

이것들 에폭시 수지는, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

바람직하게는 액상의 에폭시 수지 및 고형상의 에폭시 수지의 조합을 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 액상의 방향족계 에폭시 수지 및 고형상의 방향족계 에폭시 수지의 조합 등을 들 수 있다. 그러한 조합으로서는, 구체적으로는, 액상의 비스페놀형 에폭시 수지 및 고형상의 트리페닐메탄형 에폭시 수지의 조합, 액상의 비스페놀형 에폭시 수지 및 고형상의 비스페놀형 에폭시 수지의 조합을 들 수 있다.

또한, 에폭시 수지로서, 바람직하게는 반고형상의 에폭시 수지의 단독 사용을 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 반고형상의 방향족계 에폭시 수지의 단독 사용을 들 수 있다. 그러한 에폭시 수지로서는, 구체적으로는, 반고형상의 플루오렌형 에폭시 수지를 들 수 있다.

액상의 에폭시 수지 및 고형상의 에폭시 수지의 조합, 반고형상의 에폭시 수지이면, 열전도성층(6)의 단차 추종성(후술)을 향상시킬 수 있다.

또한, 에폭시 수지는, 에폭시 당량이, 예를 들어 100 내지 1000g/eqiv., 바람직하게는 160 내지 700g/eqiv.이고, 연화 온도(환구법)가, 예를 들어 80℃ 이하(구체적으로는, 20 내지 80℃), 바람직하게는 70℃ 이하(구체적으로는, 25 내지 70℃)이다.

또한, 에폭시 수지의 80℃에 있어서의 용융 점도는, 예를 들어 10 내지 20,000mPaㆍs, 바람직하게는 50 내지 15,000mPaㆍs이기도 하다. 에폭시 수지를 2종 이상 병용하는 경우에는, 그것들의 혼합물로서의 용융 점도가 상기한 범위 내로 설정된다.

또한, 상온에서 고형상의 에폭시 수지와, 상온에서 액상의 에폭시 수지를 병용하는 경우에는, 연화 온도가, 예를 들어 45℃ 미만, 바람직하게는 35℃ 이하인 제1 에폭시 수지와, 연화 온도가, 예를 들어 45℃ 이상, 바람직하게는 55℃ 이상인 제2 에폭시 수지를 병유한다. 이에 의해, 수지 성분(혼합물)의 동점도(JIS K 7233에 준거, 후술)를 원하는 범위로 설정할 수 있고, 또한 열전도성층(6)의 단차 추종성을 향상시킬 수 있다.

또한, 에폭시 수지에는, 예를 들어 경화제 및 경화 촉진제를 함유시켜 에폭시 수지 조성물로서 제조할 수 있다.

경화제는, 가열에 의해 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 잠재성 경화제(에폭시 수지 경화제)이며, 예를 들어 이미다졸 화합물, 아민 화합물, 산 무수물 화합물, 아미드 화합물, 히드라지드 화합물, 이미다졸린 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기한 것 외에 페놀 화합물, 우레아 화합물, 폴리술피드 화합물 등도 들 수 있다.

이미다졸 화합물로서는, 예를 들어 2-페닐이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸 등을 들 수 있다.

아민 화합물로서는, 예를 들어 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등의 지방족 폴리아민, 예를 들어 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰 등의 방향족 폴리아민 등을 들 수 있다.

산 무수물 화합물로서는, 예를 들어 무수 프탈산, 무수 말레산, 테트라히드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 4-메틸-헥사히드로프탈산 무수물, 메틸나드산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 도데세닐숙신산 무수물, 디클로로숙신산 무수물, 벤조페논테트라카르복실산 무수물, 클로렌드산 무수물 등을 들 수 있다.

아미드 화합물로서는, 예를 들어 디시안디아미드, 폴리아미드 등을 들 수 있다.

히드라지드 화합물로서는, 예를 들어 아디프산 디히드라지드 등을 들 수 있다.

이미다졸린 화합물로서는, 예를 들어 메틸이미다졸린, 2-에틸-4-메틸이미다졸린, 에틸이미다졸린, 이소프로필이미다졸린, 2,4-디메틸이미다졸린, 페닐이미다졸린, 운데실이미다졸린, 헵타데실이미다졸린, 2-페닐-4-메틸이미다졸린 등을 들 수 있다.

이것들 경화제는, 단독 사용 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

경화제로서, 바람직하게는 이미다졸 화합물을 들 수 있다.

경화 촉진제로서는, 예를 들어 트리에틸렌디아민, 트리-2,4,6-디메틸아미노메틸페놀 등의 3급 아민 화합물, 예를 들어 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄 테트라페닐보레이트, 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트 등의 인 화합물, 예를 들어 4급 암모늄염 화합물, 유기 금속염 화합물, 및 이것들의 유도체 등을 들 수 있다. 이것들 경화 촉진제는, 단독 사용 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.

에폭시 수지 조성물에 있어서의 경화제의 배합 비율은, 에폭시 수지 100질량부에 대해, 예를 들어 0.5 내지 50질량부, 바람직하게는 1 내지 10질량부이고, 경화 촉진제의 배합 비율은, 예를 들어 0.1 내지 10질량부, 바람직하게는 0.2 내지 5질량부이다.

상기한 경화제 및/또는 경화 촉진제는, 필요에 따라, 용매에 의해 용해 및/또는 분산된 용매 용액 및/또는 용매 분산액으로서 제조하여 사용할 수 있다.

용매로서는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK) 등 케톤류, 예를 들어 아세트산 에틸 등의 에스테르류, 예를 들어 N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드류 등의 유기 용매 등을 들 수 있다. 또한, 용매로서, 예를 들어 물, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등의 알코올류 등의 수계 용매도 들 수 있다. 용매로서, 바람직하게는 유기 용매, 더욱 바람직하게는 케톤류, 아미드류를 들 수 있다.

또한, 수지 성분의 JIS K 7233(기포 점도계법)에 준거하는 동점도 시험(온도: 25℃±0.5℃, 용매: 부틸카르비톨, 수지 성분(고형분) 농도: 40질량％)에 의해 측정되는 동점도는, 예를 들어 0.22×10^-4 내지 2.00×10^-4㎡/s, 바람직하게는 0.3×10^-4 내지 1.9×10^-4㎡/s, 더욱 바람직하게는 0.4×10^-4 내지 1.8×10^-4㎡/s이다. 또한, 상기의 동점도를, 예를 들어 0.22×10^-4 내지 1.00×10^-4㎡/s, 바람직하게는 0.3×10^-4 내지 0.9×10^-4㎡/s, 더욱 바람직하게는 0.4×10^-4 내지 0.8×10^-4㎡/s로 설정할 수도 있다.

수지 성분의 동점도가 상기 범위를 초과하는 경우에는, 열전도성층(6)에 우수한 유연성 및 단차 추종성(후술)을 부여할 수 없는 경우가 있다. 한편, 수지 성분의 동점도가 상기 범위에 미치지 않는 경우에는, 질화붕소 입자를 소정 방향으로 배향시킬 수 없는 경우가 있다.

또한, JIS K 7233(기포 점도계법)에 준거하는 동점도 시험에서는, 수지 성분 샘플에 있어서의 기포의 상승 속도와, 표준 샘플(동점도가 기지)에 있어서의 기포의 상승 속도를 비교하여, 상승 속도가 일치하는 표준 샘플의 동점도가, 수지 성분의 동점도라고 판정함으로써 수지 성분의 동점도를 측정한다.

그리고, 열전도성층(6)에 있어서, 질화붕소 입자의 체적 기준의 함유 비율(고형분, 즉, 수지 성분 및 질화붕소 입자의 총 체적에 대한 질화붕소 입자의 체적 백분율)은, 예를 들어 35체적％ 이상, 바람직하게는 60체적％ 이상, 바람직하게는 65체적％ 이상, 통상 예를 들어 95체적％ 이하, 바람직하게는 90체적％ 이하이다.

질화붕소 입자의 체적 기준의 함유 비율이 상기한 범위에 미치지 않는 경우에는, 질화붕소 입자를 열전도성층(6)에 있어서 소정 방향으로 배향시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 질화붕소 입자의 체적 기준의 함유 비율이 상기한 범위를 초과하는 경우에는, 열전도성층(6)이 물러져 취급성이 저하되는 경우가 있다.

또한, 열전도성층(6)을 형성하는 각 성분(질화붕소 입자 및 수지 성분)의 총량(고형분 총량) 100질량부에 대한 질화붕소 입자의 질량 기준의 배합 비율은, 예를 들어, 40 내지 95질량부, 바람직하게는 65 내지 90질량부이고, 열전도성층(6)을 형성하는 각 성분의 총량 100질량부에 대한 수지 성분의 질량 기준의 배합 비율은, 예를 들어 5 내지 60질량부, 바람직하게는 10 내지 35질량부이다. 또한, 질화붕소 입자의 수지 성분 100질량부에 대한 질량 기준의 배합 비율은, 예를 들어 60 내지 1900질량부, 바람직하게는 185 내지 900질량부이기도 하다.

또한, 2종의 에폭시 수지(제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지)를 병용하는 경우에 있어서, 제1 에폭시 수지의 제2 에폭시 수지에 대한 질량 비율(제1 에폭시 수지의 질량/제2 에폭시 수지의 질량)은, 각 에폭시 수지(제1 에폭시 수지 및 제2 에폭시 수지)의 연화 온도 등에 따라서 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 1/99 내지 99/1, 바람직하게는 10/90 내지 90/10이다.

또한, 수지 성분에는, 상기한 각 성분(중합물) 외에, 예를 들어 중합체 전구체(예를 들어, 올리고머를 포함하는 저분자량 중합체 등) 및/또는 단량체가 포함된다.

다음에, 열전도성층(6)을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

이 방법에서는, 우선, 상기한 각 성분을 상기한 배합 비율로 배합하여, 교반 혼합함으로써 혼합물을 제조한다.

교반 혼합에서는, 각 성분을 효율적으로 혼합하기 위해, 예를 들어 용매를 상기한 각 성분과 함께 배합하거나, 또는 예를 들어, 가열에 의해 수지 성분(바람직하게는 열가소성 수지 성분)을 용융시킬 수 있다.

용매로서는, 상기와 마찬가지의 유기 용매를 들 수 있다. 또한, 상기한 경화제 및/또는 경화 촉진제가 용매 용액 및/또는 용매 분산액으로서 제조되어 있는 경우에는, 교반 혼합에 있어서 용매를 추가하지 않고, 용매 용액 및/또는 용매 분산액의 용매를 그대로 교반 혼합을 위한 혼합 용매로서 제공할 수 있다. 혹은, 교반 혼합에 있어서 용매를 혼합 용매로서 더 추가할 수도 있다.

용매를 사용하여 교반 혼합하는 경우에는, 교반 혼합 후, 용매를 제거한다.

용매를 제거하기 위해서는, 예를 들어 실온에서 1 내지 48시간 방치하거나, 예를 들어 40 내지 100℃로 0.5 내지 3시간 가열하거나, 또는 예를 들어 0.001 내지 50kPa의 감압 분위기 하에서 20 내지 60℃로 0.5 내지 3시간 가열한다.

가열에 의해 수지 성분을 용융시키는 경우에는, 가열 온도가, 예를 들어 수지 성분의 연화 온도 부근 또는 그것을 초과하는 온도이며, 구체적으로는 40 내지 150℃, 바람직하게는 70 내지 140℃이다.

계속해서, 이 방법에서는, 얻어진 혼합물을 열 프레스한다.

구체적으로는, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 혼합물을, 예를 들어 필요에 따라 2매의 이형 필름(12)을 개재하여 열 프레스함으로써 프레스 시트(6A)를 얻는다. 열 프레스의 조건은, 온도가, 예를 들어 50 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 140℃이고, 압력이, 예를 들어 1 내지 100MPa, 바람직하게는 5 내지 50MPa이고, 시간이, 예를 들어 0.1 내지 100분간, 바람직하게는 1 내지 30분간이다.

더욱 바람직하게는, 혼합물을 진공 열 프레스한다. 진공 열 프레스에 있어서의 진공도는, 예를 들어 1 내지 100Pa, 바람직하게는 5 내지 50Pa이고, 온도, 및 압력 및 시간은 상기한 열 프레스의 그것들과 마찬가지이다.

열 프레스에 있어서의 온도, 압력 및/또는 시간이 상기한 범위 밖에 있는 경우에는, 열전도성층(6)의 공극률(P)(후술)을 원하는 값으로 조정할 수 없는 경우가 있다.

열 프레스에 의해 얻어지는 프레스 시트(6A)의 두께는, 예를 들어 50 내지 1000㎛, 바람직하게는 100 내지 800㎛이다.

계속해서, 이 방법에서는, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 프레스 시트(6A)를 복수개(예를 들어, 4개)로 분할하여 분할 시트(6B)를 얻는다(분할 공정). 프레스 시트(6A)의 분할에서는, 두께 방향으로 투영했을 때에 복수개로 분단되도록 프레스 시트(6A)를 그 두께 방향을 따라 절단한다. 또한, 프레스 시트(6A)는, 각 분할 시트(6B)가 두께 방향으로 투영되었을 때에 동일 형상으로 되도록 절단한다.

계속해서, 이 방법에서는, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 각 분할 시트(6B)를 두께 방향으로 적층하여 적층 시트(6C)를 얻는다(적층 공정).

그 후, 이 방법에서는, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 적층 시트(6C)를 열 프레스(바람직하게는 진공 열 프레스)한다(열 프레스 공정). 열 프레스의 조건은 상기한 혼합물의 열 프레스의 조건과 마찬가지이다.

열 프레스 후의 적층 시트(6C)의 두께는, 예를 들어 1mm 이하, 바람직하게는 0.8mm 이하, 통상 예를 들어 0.05mm 이상, 바람직하게는 0.1mm 이상이다.

그 후, 도 3이 참조되는 바와 같이, 열전도성층(6)에 있어서 질화붕소 입자(8)를 수지 성분(9) 중에 소정 방향으로 효율적으로 배향시키기 위해, 상기한 분할 공정(도 2의 (b)), 적층 공정(도 2의 (c)) 및 열 프레스 공정(도 2의 (a))의 일련의 공정을 반복하여 실시한다. 반복 횟수는, 특별히 한정되지 않고 질화붕소 입자의 충전 상태에 따라서 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 1 내지 10회, 바람직하게는 2 내지 7회이다.

또한, 상기한 열 프레스 공정(도 2의 (a))에서는, 예를 들어 복수의 캘린더 롤 등에 의해 혼합물 및 적층 시트(6C)를 압연할 수도 있다.

이에 의해, 도 3 및 도 4에 도시한 열전도성층(6)을 형성할 수 있다.

형성된 열전도성층(6)의 두께는, 예를 들어 1mm 이하, 바람직하게는 0.8mm 이하, 통상 예를 들어 0.05mm 이상, 바람직하게는 0.1mm 이상이다.

또한, 열전도성층(6)에 있어서의 질화붕소 입자(8)의 체적 기준의 함유 비율(고형분, 즉, 수지 성분(9) 및 질화붕소 입자(8)의 총 체적에 대한 질화붕소 입자(8)의 체적 백분율)은, 상기한 바와 같이, 예를 들어 35체적％ 이상(바람직하게는 60체적％ 이상, 더욱 바람직하게는 75체적％ 이상), 통상 95체적％ 이하(바람직하게는 90체적％ 이하)이다.

질화붕소 입자(8)의 함유 비율이 상기한 범위에 미치지 않는 경우에는, 질화붕소 입자(8)를 열전도성층(6)에 있어서 소정 방향으로 배향시킬 수 없는 경우가 있다.

또한, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는, 예를 들어 상기한 분할 공정(도 2의 (b)), 적층 공정(도 2의 (c)) 및 열 프레스 공정(도 2의 (a))의 일련의 공정을 미경화 상태에서 반복하여 실시하고, 그대로, 미경화 상태의 열전도성층(6)으로서 얻는다. 또한, 미경화 상태의 열전도성층(6)은, 열전도성 접착 시트(5)의 전자 부품(3) 및 기판(2)에 대한 접착시에 열경화시킨다.

그리고, 이와 같이 하여 형성된 열전도성층(6)에 있어서, 도 3 및 그 부분 확대 모식도에 도시한 바와 같이, 질화붕소 입자(8)의 길이 방향(LD)이, 열전도성층(6)의 두께 방향(TD)에 교차(직교)하는 면 방향(SD)을 따라 배향하고 있다.

또한, 질화붕소 입자(8)의 길이 방향(LD)이 열전도성층(6)의 면 방향(SD)으로 이루는 각도의 산술 평균(질화붕소 입자(8)의 열전도성층(6)에 대한 배향 각도(α))은, 예를 들어 25도 이하, 바람직하게는 20도 이하이며, 통상 0도 이상이다.

또한, 질화붕소 입자(8)의 열전도성층(6)에 대한 배향 각도(α)는 열전도성층(6)을 두께 방향을 따라 크로스 섹션 폴리셔(CP)에 의해 절단 가공하여, 그것에 의해 나타나는 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로, 200개 이상의 질화붕소 입자(8)를 관찰할 수 있는 시야의 배율로 사진 촬영하고, 얻어진 SEM 사진으로부터, 질화붕소 입자(8)의 길이 방향(LD)의, 열전도성층(6)의 면 방향(SD)(두께 방향(TD)에 직교하는 방향)에 대한 경사각(α)을 취득하고, 그 평균값으로서 산출된다.

이에 의해, 열전도성층(6)의 면 방향(SD)의 열전도율은 4W/mㆍK 이상, 바람직하게는 5W/mㆍK 이상, 보다 바람직하게는 10W/mㆍK 이상, 더욱 바람직하게는 15W/mㆍK 이상, 특히 바람직하게는 25W/mㆍK 이상이며, 통상 200W/mㆍK 이하이다.

또한, 열전도성층(6)의 면 방향(SD)의 열전도율은, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에, 열경화의 전후에 있어서 실질적으로 동일하다.

열전도성층(6)의 면 방향(SD)의 열전도율이 상기 범위에 미치지 않으면, 면 방향(SD)의 열전도성이 충분하지 않기 때문에, 그러한 면 방향(SD)의 열전도성이 요구되는 방열 용도로 사용할 수 없는 경우가 있다.

또한, 열전도성층(6)의 면 방향(SD)의 열전도율은, 펄스 가열법에 의해 측정한다. 펄스 가열법에서는, 크세논 플래시 애널라이저 「LFA-447형」(NETZSCH사제)이 사용된다.

또한, 열전도성층(6)의 두께 방향(TD)의 열전도율은, 예를 들어 0.5 내지 15W/mㆍK, 바람직하게는 1 내지 10W/mㆍK이다.

또한, 열전도성층(6)의 두께 방향(TD)의 열전도율은, 펄스 가열법, 레이저 플래시법 또는 TWA법에 의해 측정한다. 펄스 가열법에서는 상기와 마찬가지의 것이 사용되고, 레이저 플래시법에서는 「TC-9000」(알박 리꼬사제)이 사용되고, TWA법에서는 「ai-Phase mobile」(아이페이즈사제)이 사용된다.

이에 의해, 열전도성층(6)의 면 방향(SD)의 열전도율의, 열전도성층(6)의 두께 방향(TD)의 열전도율에 대한 비(면 방향(SD)의 열전도율/두께 방향(TD)의 열전도율)는, 예를 들어 1.5 이상, 바람직하게는 3 이상, 더욱 바람직하게는 4 이상이며, 통상 20 이하이다.

또한, 열전도성층(6)에는, 도 3에 있어서 도시하지 않지만, 예를 들어 공극(간극)이 형성되어 있다.

열전도성층(6)에 있어서의 공극의 비율, 즉, 공극률(P)은, 질화붕소 입자(8)의 함유 비율(체적 기준), 나아가 질화붕소 입자(8) 및 수지 성분(9)의 혼합물의 열 프레스(도 2의 (a))의 온도, 압력 및/또는 시간에 따라 조정할 수 있고, 구체적으로는, 상기한 열 프레스(도 2의 (a))의 온도, 압력 및/또는 시간을 상기 범위 내로 설정함으로써 조정할 수 있다.

열전도성층(6)에 있어서의 공극률(P)은, 예를 들어 30체적％ 이하이고, 바람직하게는 10체적％ 이하이다.

상기한 공극률(P)은, 예를 들어 우선, 열전도성층(6)을 두께 방향을 따라 크로스 섹션 폴리셔(CP)에 의해 절단 가공하여, 그것에 의해 나타나는 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 200배로 관찰하여 상을 얻고, 얻어진 상으로부터, 공극 부분과, 그것 이외의 부분을 2치화 처리하고, 계속해서, 열전도성층(6) 전체의 단면적에 대한 공극 부분의 면적비를 산출함으로써 측정된다.

또한, 열전도성층(6)에 있어서, 경화 후의 공극률(P2)은, 경화 전의 공극률(P1)에 대해, 예를 들어 100％ 미만, 구체적으로는, 바람직하게는 50％ 이하이다.

공극률(P(P1))의 측정에는, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에, 열경화 전의 열전도성층(6)이 사용된다.

열전도성층(6)의 공극률(P)이 상기한 범위 내에 있으면, 열전도성층(6)의 단차 추종성(후술)을 향상시킬 수 있다.

또한, 열전도성층(6)은, JIS K 5600-5-1의 원통형 맨드릴법에 준거하는 내굴곡성 시험에 있어서, 하기의 시험 조건에서 평가했을 때에, 바람직하게는 파단이 관찰되지 않는다.

시험 조건

시험 장치: 타입 I

맨드릴: 직경 10mm

굴곡 각도: 90도 이상

열전도성층(6)의 두께: 0.3mm

또한, 타입 I의 시험 장치의 사시도를 도 10 및 도 11에 도시하고, 이하에 타입 I의 시험 장치를 설명한다.

도 10 및 도 11에 있어서, 타입 I의 시험 장치(90)는, 제1 평판(91)과, 제1 평판(91)과 병렬 배치되는 제2 평판(92)과, 제1 평판(91) 및 제2 평판(92)을 상대 회동시키기 위해 설치되는 맨드릴(회전축)(93)을 구비하고 있다.

제1 평판(91)은, 대략 직사각형 평판 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제1 평판(91)의 일단부(자유 단부)에는 스토퍼(94)가 설치되어 있다. 스토퍼(94)는, 제2 평판(92)의 표면에 제2 평판(92)의 일단부를 따라 연장되도록 형성되어 있다.

제2 평판(92)은 대략 직사각형 평판 형상을 이루고, 그 한변이 제1 평판(91)의 한변(스토퍼(94)가 설치되는 일단부와 반대측의 타단부(기단부)의 한변)과 인접하도록 배치되어 있다.

맨드릴(93)은, 서로 인접하는 제1 평판(91) 및 제2 평판(92)의 한변을 따라 연장되도록 형성되어 있다.

이 타입 I의 시험 장치(90)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 내굴곡성 시험을 개시하기 전에는, 제1 평판(91)의 표면과 제2 평판(92)의 표면이 동일 높이의 면으로 된다.

그리고, 내굴곡성 시험을 실시하기 위해서는, 열전도성층(6)을, 제1 평판(91)의 표면과 제2 평판(92)의 표면에 적재한다. 또한, 열전도성층(6)을, 그 한변이 스토퍼(94)에 접촉하도록 적재한다.

계속해서, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 평판(91) 및 제2 평판(92)을 상대적으로 회동시킨다. 구체적으로는, 제1 평판(91)의 자유 단부와 제2 평판(92)의 자유 단부를 맨드릴(93)을 중심으로 하여, 소정의 각도만큼 회동시킨다. 상세하게는, 제1 평판(91) 및 제2 평판(92)을, 그것들의 자유 단부의 표면이 근접(대향)하도록 회동시킨다.

이에 의해, 열전도성층(6)은, 제1 평판(91) 및 제2 평판(92)의 회동에 추종하면서, 맨드릴(93)을 중심으로 굴곡한다.

더욱 바람직하게는 열전도성층(6)은, 상기한 시험 조건에 있어서, 굴곡 각도를 180도로 설정했을 때이어도, 파단이 관찰되지 않는다.

또한, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는, 굴곡성 시험에 제공되는 열전도성층(6)은 반경화(B 스테이지 상태)의 열전도성층(6)이다.

상기한 굴곡 각도에서의 내굴곡성 시험에 있어서 열전도성층(6)에 파단이 관찰되는 경우에는, 열전도성층(6)에 우수한 유연성을 부여할 수 없는 경우가 있다.

또한, 이 열전도성층(6)은, JIS K 7171(2008년)에 준거하는 3점 굽힘 시험에 있어서, 하기의 시험 조건에서 평가했을 때에, 예를 들어 파단이 관찰되지 않는다.

시험 조건

시험편: 크기 20mm×15mm

지점간 거리: 5mm

시험 속도: 20mm/min(압자의 누름 속도)

굽힘 각도: 120도

평가 방법: 상기 시험 조건에서 시험했을 때의, 시험편의 중앙부에 있어서의 균열 등의 파단의 유무를 육안으로 관찰한다.

또한, 3점 굽힘 시험에는, 수지 성분(3)이 열경화성 수지 성분인 경우에, 열경화 전의 열전도성층(6)이 사용된다.

따라서, 이 열전도성층(6)은, 상기한 3점 굽힘 시험에 있어서 파단이 관찰되지 않는 점에서, 단차 추종성이 우수하다. 또한, 단차 추종성이라 함은, 열전도성층(6)을 단차가 있는 설치 대상(예를 들어, 상기한 기판(2) 등)에 형성할 때에, 그 단차(예를 들어, 상기한 전자 부품(3)에 의해 형성되는 단차)를 따라 밀착하도록 추종하는 특성이다.

또한, 열전도성층(6)에는, 예를 들어 문자, 기호 등의 마크를 부착시킬 수 있다. 즉, 열전도성층(6)은 마크 부착성이 우수하다. 마크 부착성이라 함은, 상기한 마크를 열전도성층(6)에 확실하게 부착시킬 수 있는 특성이다.

마크는, 구체적으로는, 인쇄 또는, 각인 등에 의해 열전도성층(6)에 부착(도포, 정착 또는 고착)된다.

인쇄로서, 예를 들어 잉크젯 인쇄, 철판 인쇄, 요판 인쇄, 레이저 인쇄 등을 들 수 있다.

또한, 잉크젯 인쇄, 철판 인쇄 또는 요판 인쇄에 의해 마크가 인쇄되는 경우에는, 예를 들어, 마크의 정착성을 향상시키기 위한 잉크 정착층을, 열전도성층(6)의 표면(인쇄 측면, 상면, 접착ㆍ점착제층(7)에 대한 반대측면)에 형성할 수 있다.

또한, 레이저 인쇄에 의해 마크가 인쇄되는 경우에는, 예를 들어, 마크의 정착성을 향상시키기 위한 토너 정착층을 열전도성층(6)의 표면(인쇄 측면, 상면, 접착ㆍ점착제층(7)에 대한 반대측면)에 형성할 수 있다.

각인으로서는, 예를 들어 레이저 각인, 타각 등을 들 수 있다.

또한, 열전도성층(6)은 절연성 및 점착성(미소 점착성)을 갖고 있다.

구체적으로는, 열전도성층(6)의 체적 저항(JIS K 6271)은, 예를 들어 1×10¹⁰Ωㆍcm 이상, 바람직하게는 1×10¹²Ωㆍcm 이상, 통상 1×10²⁰Ωㆍcm 이하이다.

열전도성층(6)의 체적 저항(R)은, JIS K 6911(열경화성 플라스틱 일반 시험 방법, 2006년판)에 준거하여 측정된다.

열전도성층(6)의 체적 저항(R)이, 상기 범위에 미치지 않는 경우에는, 후술하는 전자 소자간의 단락을 방지할 수 없는 경우가 있다.

또한, 열전도성층(6)에 있어서, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는, 체적 저항(R)은, 경화 후의 열전도성층(6)의 값이다.

또한, 열전도성층(6)은, 이하의 초기 접착력 시험 (1)에 있어서, 예를 들어 피착체로부터 탈락하지 않는다. 즉, 열전도성층(6)과 피착체와의 임시 고정 상태가 유지된다.

초기 접착력 시험 (1): 열전도성층(6)을 수평 방향을 따르는 피착체 상에 가열 압착하여 임시 고정하여, 10분간 방치한 후, 피착체를 상하 반전시킨다.

피착체로서는, 예를 들어, 상기한 전자 부품이 실장된 기판(2) 등을 들 수 있다. 압착은, 예를 들어, 실리콘 수지 등의 수지로 이루어지는 스펀지 롤을 열전도성층(6)에 대해 가압시키면서 열전도성층(6)의 표면을 구름 이동시킨다.

또한, 가열 압착의 온도는, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분(예를 들어, 에폭시 수지)인 경우에는, 예를 들어 80℃이다.

한편, 가열 압착의 온도는, 수지 성분(9)이 열가소성 수지 성분(예를 들어, 폴리에틸렌)인 경우에는, 예를 들어 열가소성 수지 성분의 연화점 또는 융점에 10 내지 30℃를 더한 온도이고, 바람직하게는, 열가소성 수지 성분의 연화점 또는 융점에 15 내지 25℃를 더한 온도이고, 더욱 바람직하게는, 열가소성 수지 성분의 연화점 또는 융점에 20℃를 더한 온도이고, 구체적으로는 120℃(즉, 열가소성 수지 성분의 연화점 또는 융점이 100℃이고, 그 100℃에 20℃를 더한 온도)이다.

열전도성층(6)은, 상기한 초기 접착력 시험 (1)에 있어서, 피착체로부터 탈락하는 경우, 즉, 열전도성층(6)과 피착체와의 임시 고정 상태가 유지되지 않는 경우에는, 열전도성층(6)을 피착체에 확실하게 임시 고정할 수 없는 경우가 있다.

또한, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는, 초기 접착력 시험 (1) 및 초기 접착력 시험 (2)(후술)에 제공되는 열전도성층(6)은 미경화의 열전도성층(6)이며, 초기 접착력 시험 (1) 및 초기 접착력 시험 (2)에 있어서의 가열 압착에 의해 열전도성층(6)은 B 스테이지 상태로 된다.

또한, 수지 성분(9)이 열가소성 수지 성분인 경우에는, 초기 접착력 시험 (1) 및 초기 접착력 시험 (2)(후술)에 제공되는 열전도성층(6)은 고체 상태의 열전도성층(6)이고, 초기 접착력 시험 (1) 및 초기 접착력 시험 (2)에 있어서의 가열 압착에 의해, 열전도성층(6)은 연화 상태로 된다.

바람직하게는 열전도성층(6)은, 상기한 초기 접착력 시험 (1) 및 이하의 초기 접착력 시험 (2)의 양쪽에 있어서 피착체로부터 탈락하지 않는다. 즉, 열전도성층(6)과 피착체와의 임시 고정 상태가 유지된다.

초기 접착력 시험 (2): 열전도성층(6)을 수평 방향을 따르는 피착체 상에 가열 압착하여 임시 고정하여, 10분간 방치한 후, 피착체를 연직 방향(상하 방향)을 따르도록 배치한다.

초기 접착력 시험 (2)의 가열 압착에 있어서의 온도는, 상기한 초기 접착력 시험 (1)의 가열 압착에 있어서의 온도와 마찬가지이다.

접착ㆍ점착층(7)은, 도 4에 도시한 바와 같이 열전도성층(6)의 이면에 형성되어 있다. 상세하게는, 접착ㆍ점착층(7)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 전자 부품(3)으로부터 노출되는 기판(2)과 대향하는 열전도성층(6)의 하면에 형성되어 있다.

접착ㆍ점착층(7)은, 상온 분위기 및 가열 분위기에 있어서 유연성, 또한 접착성 또는 점착성(태크성)을 갖고 있고, 가열 또는 가열 후의 냉각에 의해 접착 작용을 발현할 수 있는 접착제, 또는 점착 작용(점착하는 작용, 즉, 감압 접착하는 작용)을 발현할 수 있는 점착제로 이루어진다.

접착제로서, 예를 들어 열경화형 접착제, 핫 멜트형 접착제 등을 들 수 있다.

열경화형 접착제는, 가열에 의해 열경화하여 고화됨으로써 기판(2)에 접착한다. 열경화형 접착제로서는, 예를 들어 에폭시계 열경화형 접착제, 우레탄계 열경화형 접착제, 아크릴계 열경화형 접착제 등을 들 수 있다. 바람직하게는 에폭시계 열경화형 접착제를 들 수 있다.

열경화형 접착제의 경화 온도는, 예를 들어 100 내지 200℃이다.

핫 멜트형 접착제는, 가열에 의해 용융 또는 연화되어 기판(2)에 열융착하고, 그 후의 냉각에 의해 고화됨으로써 기판(2)에 접착한다. 핫 멜트형 접착제로서는, 예를 들어 고무계 핫 멜트형 접착제, 폴리에스테르계 핫 멜트형 접착제, 올레핀계 핫 멜트형 접착제 등을 들 수 있다. 바람직하게는 고무계 핫 멜트형 접착제를 들 수 있다.

핫 멜트형 접착제의 연화 온도(환구법)는, 예를 들어 100 내지 200℃이다. 또한, 핫 멜트형 접착제의 용융 점도는 180℃에서, 예를 들어 100 내지 30,000mPaㆍs이다.

또한, 상기한 접착제에, 필요에 따라, 예를 들어 열전도성 입자를 함유시킬 수도 있다.

열전도성 입자로서는, 예를 들어 열전도성 무기 입자, 열전도성 유기 입자 등을 들 수 있고, 바람직하게는 열전도성 무기 입자를 들 수 있다.

열전도성 무기 입자로서는, 예를 들어 질화붕소 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 질화갈륨 입자 등의 질화물 입자, 예를 들어 수산화알루미늄 입자, 수산화마그네슘 입자 등의 수산화물 입자, 예를 들어 산화규소 입자, 산화알루미늄 입자, 산화티타늄 입자, 산화아연 입자, 산화주석 입자, 산화구리 입자, 산화니켈 입자 등의 산화물 입자, 예를 들어 탄화규소 입자 등의 탄화물 입자, 예를 들어 탄산칼슘 입자 등의 탄산염 입자, 예를 들어 티타늄산 바륨 입자, 티타늄산 칼륨 입자 등의 티타늄산염 입자 등의 금속산염 입자, 예를 들어 구리 입자, 은 입자, 금 입자, 니켈 입자, 알루미늄 입자, 백금 입자 등의 금속 입자 등을 들 수 있다.

이것들 열전도성 입자는, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.

열전도성 입자의 형상으로서는, 예를 들어 벌크 형상, 바늘 형상, 판 형상, 층 형상, 튜브 형상 등을 들 수 있다. 열전도성 입자의 평균 입자 직경(최대 길이)은, 예를 들어 0.1 내지 1000㎛이다.

또한, 열전도성 입자는, 예를 들어 이방적 열전도성 또는 등방적 열전도성을 갖고 있다. 바람직하게는 등방적 열전도성을 갖고 있다.

열전도성 입자의 열전도율은, 예를 들어 1W/mㆍK 이상, 바람직하게는 2W/mㆍK 이상, 더욱 바람직하게는 3W/mㆍK 이상이며, 통상 1000W/mㆍK 이하이다.

열전도성 입자의 배합 비율은, 접착제의 수지 성분 100질량부에 대해, 예를 들어 190질량부 이하, 바람직하게는 900질량부 이하이다. 또한, 열전도성 입자의 체적 기준의 배합 비율은 95체적％ 이하, 바람직하게는 90체적％ 이하이다.

열전도성 입자를 접착제에 배합하는 경우에는, 열전도성 입자를 접착제에 상기한 배합 비율로 첨가하여 교반 혼합한다.

이에 의해, 접착제를 열전도성 접착제로서 제조한다.

열전도성 접착제의 열전도율은, 예를 들어 0.01W/mㆍK 이상, 통상 100W/mㆍK 이하이다.

점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 우레탄계 점착제, 스티렌-디엔 블록 공중합체계 점착제 등의 공지된 점착제로부터 적절히 선택된다. 점착제는, 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 점착제로서, 바람직하게는 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제를 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제를 들 수 있다. 또한, 점착제에, 상기한 열전도성 입자를 상기와 마찬가지의 비율로 함유시켜, 점착제를 열전도성 점착제로서 제조할 수도 있다. 열전도성 점착제의 열전도율은 상기와 마찬가지이다.

접착ㆍ점착층(7)의 두께 T는, 예를 들어 50㎛ 이하, 바람직하게는 25㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 15㎛ 이하이며, 통상 1㎛ 이상이다. 접착ㆍ점착층(7)의 두께 T가 상기 범위를 초과하는 경우에는, 전자 부품(3)으로부터 발생하는 열을 열전도성층(6)으로부터 접착ㆍ점착층(7)을 통해 프레임(4)에 열전도시킬 수 없는 경우가 있다.

그리고, 열전도성 접착 시트(5)를 얻기 위해서는, 도 4가 참조되는 바와 같이 우선 상기한 열전도성층(6)을 준비하고, 계속해서, 접착ㆍ점착층(7)을 열전도성층(6)의 이면에 적층한다.

구체적으로는, 접착제(바람직하게는, 열경화형 접착제) 또는 점착제에 상기한 용매를 배합하여 용해시킴으로써 바니시를 제조하고, 이러한 바니시를 세퍼레이터의 표면에 도포하고, 그 후, 상압 건조 또는 진공(감압) 건조에 의해 바니시의 유기 용매를 증류 제거시킨다. 또한, 바니시의 고형분 농도는, 예를 들어 10 내지 90질량％이다.

그 후, 접착ㆍ점착층(7)을 열전도성층(6)에 접합한다. 접착ㆍ점착층(7)과 열전도성층(6)을 접합할 때에 필요에 따라서 압착 또는 열압착한다.

다음에, 방열 구조체(1)를 제작하는 방법에 대해, 도 5를 사용하여 설명한다.

우선, 이 방법에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 프레임(4)이 지지되는 하우징(도시하지 않음)에 전자 부품(3)이 실장되어 있는 기판(2)을 고정함과 함께, 열전도성 접착 시트(5)를 준비한다.

또한, 열전도성 접착 시트(5)는, 두께 방향으로 투영했을 때에 기판(2)을 포함하도록 외형 가공한다. 상세하게는, 열전도성 접착 시트(5)는, 중앙부 및 일단부가 기판(2)과 중복되고, 타단부가 기판(2)과 중복되지 않는 치수로 절단 가공한다.

계속해서, 이 방법에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 열전도성 접착 시트(5)를 전자 부품(3) 및 기판(2)과 프레임(4)에 열압착한다.

구체적으로는, 열전도성 접착 시트(5)의 중앙부 및 일단부를 전자 부품(3) 및 기판(2)에 열압착함과 함께, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부를 프레임(4)에 열압착한다.

상세하게는, 우선, 도 5의 가상선으로 나타낸 바와 같이, 열전도성 접착 시트(5)와 기판(2)을 접착ㆍ점착층(7)의 중앙부 및 일단부가 전자 부품(3)에 대향하도록 배치함과 함께, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부를 굴곡시킨다.

계속해서, 도 5의 화살표가 참조되는 바와 같이, 열전도성 접착 시트(5)의 중앙부 및 일단부를 전자 부품(3) 및 기판(2)에 접촉시킴과 함께, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부를 프레임(4)에 접촉시키고, 계속해서, 열전도성 접착 시트(5)를 가열하면서, 열전도성 접착 시트(5)의 중앙부 및 일단부를 기판(2)을 향해 압착(가압, 즉, 열압착)함과 함께, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부를 프레임(4)을 향해 압착(가압, 즉, 열압착)한다.

압착은, 예를 들어, 실리콘 수지 등의 수지로 이루어지는 스펀지 롤을 열전도성 접착 시트(5)에 대해 가압시키면서 열전도성 접착 시트(5)의 표면(열전도성층(6)의 상면)을 구름 이동시킨다.

가열 온도는, 예를 들어 40 내지 120℃이다.

이 열압착에서는, 접착ㆍ점착층(7)의 유연성이 향상되므로, 도 1이 참조되는 바와 같이, 기판(2)의 표면(상면)으로부터 표면측(상측)으로 돌출하는 전자 부품(3)이 접착ㆍ점착층(7)을 찢고, 전자 부품(3)의 표면(상면)이 열전도성층(6)의 이면(하면)에 접촉한다. 또한, 전자 부품(3)의 주위에 형성되는 간극(예를 들어, 저항기(23)와 기판(2) 사이의 간극)(14)이 접착ㆍ점착층(7)에 의해 충전된다. 또한, 전자 부품(3)(구체적으로는, IC 칩(20) 및 저항기(23))과, 기판(2)을 접속하기 위한 도시하지 않은 단자 및/또는 와이어(15)에는 접착ㆍ점착층(7)이 얽혀 피복한다.

상세하게는, 전자 부품(3)의 상면 및 측면의 상부는 열전도성층(6)에 피복되어 있다.

한편, 전자 부품(3)의 측면의 하부는 전자 부품(3)에 찢어진 접착ㆍ점착층(7)에 피복(접착 또는 점착)되어 있다.

보다 구체적으로는, 열압착에서는, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는, 수지 성분(9)이 B 스테이지 상태로 되므로, 열전도성층(6)은, 전자 부품(3)으로부터 노출되는 기판(2)의 표면(상면)에 점착한다. 또한, 전자 부품(3)의 두께가 접착ㆍ점착층(7)의 두께보다 두꺼운 경우에는, 열전도성층(6)에는, 전자 부품(3)의 상부가 열전도성층(6)의 이면으로부터 내부를 향해 진입한다.

또한, 접착제가 핫 멜트형 접착제인 경우에는, 상기한 열압착에 의해, 접착ㆍ점착층(7)은 용융 또는 연화되어, 접착ㆍ점착층(7)의 중앙부 및 일단부가 기판(2)의 표면 및 전자 부품(3)의 측면에 열융착함과 함께, 접착ㆍ점착층(7)의 타단부가 프레임(4)의 내면에 열융착한다.

접착제가 열경화형 접착제인 경우에는, 상기한 열압착에 의해 접착ㆍ점착층(7)은 B 스테이지 상태로 되어, 접착ㆍ점착층(7)의 중앙부 및 일단부가 기판(2)의 상면 및 전자 부품(3)의 측면에 임시 고정됨과 함께, 접착ㆍ점착층(7)의 타단부가 프레임(4)의 내면에 임시 고정된다.

그 후, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는 열전도성층(6)을 열경화시킴과 함께, 접착제가 열경화형 접착제인 경우에는 접착ㆍ점착층(7)을 열경화시킨다.

열전도성층(6) 및 접착ㆍ점착층(7)을 열경화시키기 위해서는, 예를 들어 열전도성 접착 시트(5)가 임시 고정된 프레임(4), 기판(2) 및 전자 부품(3)을 건조기에 투입한다. 열경화의 조건은, 가열 온도가, 예를 들어 100 내지 250℃, 바람직하게는 120 내지 200℃이고, 가열 시간이, 예를 들어 10 내지 200분간, 바람직하게는 60 내지 150분간이다.

이에 의해, 열전도성 접착 시트(5)의 중앙부 및 일단부가 전자 부품(3) 및 기판(2)에 접착함과 함께, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부가 프레임(4)에 접착한다.

그리고, 상기한 방열 구조체(1)에서는, 전자 부품(3)이 열전도성 접착 시트(5)에 피복되어 있으므로, 전자 부품(3)으로부터 발생하는 열을 전자 부품(3)의 상면 및 측면으로부터 열전도성 접착 시트(5)에 열전도시킬 수 있다. 그리고, 이러한 열을 열전도성 접착 시트(5)로부터 프레임(4)에 열전도시켜, 프레임(4)에 있어서 외부에 방열시킬 수 있다.

그로 인해, 전자 부품(3)으로부터 발생하는 열을 열전도성 접착 시트(5) 및 프레임(4)에 의해 효율적으로 방열시킬 수 있다.

또한, 열전도성 접착 시트(5)를, 전자 부품(3)을 피복하도록 기판(2)에 설치하여, 간이하고 또한 우수한 작업성으로 전자 부품(3)으로부터 발생하는 열을 방열시킬 수 있다.

도 6은, 본 발명의 방열 구조체의 다른 실시 형태(열전도성 접착 시트가 열전도성층으로 이루어지는 형태)의 단면도, 도 7은, 도 6의 방열 구조체를 제작하기 위한 공정도, 도 8은, 본 발명의 방열 구조체의 다른 실시 형태(열전도성 접착 시트의 타단부가 하우징에 접촉하는 형태)의 단면도, 도 9는, 본 발명의 방열 구조체의 다른 실시 형태(접착ㆍ점착층이 전자 부품의 상면에 접촉하는 형태)의 단면도를 나타낸다.

또한, 이후의 각 도면에 있어서, 상기한 각 부에 대응하는 부재에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.

상기한 설명에서는, 열전도성 접착 시트(5)에 접착ㆍ점착층(7)을 형성하고 있지만, 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이 접착ㆍ점착층(7)을 형성하지 않고, 열전도성층(6)으로부터 열전도성 접착 시트(5)를 형성할 수도 있다.

　도 6에 있어서, 전자 부품(3)의 측면은 열전도성층(6)과 접촉하고 있다. 상세하게는, 전자 부품(3)으로부터 노출되는 기판(2)의 상면, 및 전자 부품(3)의 측면의 전부는 열전도성층(6)과 접촉하고 있다.

이 방열 구조체(1)를 얻기 위해서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 프레임(4)이 지지되는 하우징(도시하지 않음)에 전자 부품(3)이 실장되어 있는 기판(2)을 고정함과 함께, 열전도성 접착 시트(5)를 준비한다. 열전도성 접착 시트(5)는 열전도성층(6)으로 이루어진다.

계속해서, 도 7의 가상선으로 나타낸 바와 같이, 열전도성 접착 시트(5)를 굴곡시키고, 계속해서, 도 7의 화살표가 참조되는 바와 같이 열전도성 접착 시트(5)의 중앙부 및 일단부를 전자 부품(3) 및 기판(2)에 열압착함과 함께, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부를 프레임(4)에 열압착한다.

열전도성 접착 시트(5)의 열압착에서는, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는 수지 성분(9)이 B 스테이지 상태로 되므로, 전자 부품(3)의 주위에 형성되는 간극(14)이 열전도성층(6)에 의해 충전된다.

이에 의해, 열전도성 접착 시트(5)가 기판(2)과 프레임(4)에 임시 고정된다.

그 후, 수지 성분(9)이 열경화성 수지 성분인 경우에는 열전도성층(6)을 열경화시킨다.

이에 의해, 열전도성층(6)의 중앙부 및 일단부가 전자 부품(3)의 상면 및 측면과, 전자 부품(3)으로부터 노출되는 기판(2)의 상면에 접착함과 함께, 열전도성층(6)의 타단부가 프레임(4)의 우측면에 접착한다.

　이 방열 구조체(1)에서는, 열전도성층(6)이, 전자 부품(3)의 표면과 프레임(4)의 우측면에 직접 접촉하고 있다. 그로 인해, 도 6의 방열 구조체(1)는, 도 1의 방열 구조체(1)에 비해, 전자 부품(3)으로부터 발생하는 열을 열전도성층(6)을 통해 보다 효율적으로 방열시킬 수 있다.

한편, 도 1의 방열 구조체(1)에서는, 열전도성층(6)이 접착ㆍ점착층(7)에 의해 기판(2) 및 프레임(4)에 접착되므로, 도 6의 방열 구조체(1)에 비해, 열전도성 접착 시트(5)가 보다 확실하게 접착되어, 장기에 걸쳐 더 우수한 방열성을 발현할 수 있다.

또한, 상기한 도 1 및 도 6의 설명에서는, 본 발명에 있어서의 방열성 부재로서 프레임(4)을 예시하고 있지만, 방열성 부재는 그것에 한정되지 않고, 예를 들어 하우징(10)(도 8), 히트싱크(도시하지 않음), 보강 빔(도시하지 않음) 등을 예시할 수도 있다.

도 8에 있어서, 하우징(10)은, 상측이 개방된 바닥이 있는 상자 형상을 이루고, 저벽(13) 및 그것의 주위 단부로부터 상방으로 연장되는 측벽(11)을 일체적으로 구비하고 있다. 측벽(11)은 기판(2)의 주위에 배치되고, 저벽(13)은 기판(2)의 하측에 배치되어 있다. 하우징(10)은, 예를 들어 알루미늄, 스테인리스, 구리, 철 등의 금속으로 형성되어 있다.

또한, 열전도성 접착 시트(5)의 중앙부로부터 타단부측 부분은 기판(2)의 일단부 모서리로부터 하방으로 굴곡하고, 열전도성 접착 시트(5)의 타단부는 프레임(4)의 우측면(내면)에 있어서 하방으로 연장되도록 배치되어 있다. 열전도성 접착 시트(5)의 타단부는, 프레임(4)의 우측면의 하부(구체적으로는, 측벽(11) 및 저벽(13)의 연결부의 근방)에 접촉하고 있다.

또한, 상기한 설명에서는, 접착ㆍ점착층(7)을, 열전도성층(6)의 한쪽면(이면)에 적층하고 있지만, 예를 들어, 도 1의 가상선 및 도 4의 가상선으로 나타낸 바와 같이, 열전도성 접착 시트(5)의 양면(표면 및 이면)에 형성할 수도 있다.

또한, 상기한 도 1의 설명에서는, 열압착을, 접착ㆍ점착층(7)이 전자 부품(3)에 찢어지도록 실시하고 있지만, 예를 들어, 도 9가 참조되는 바와 같이, 접착ㆍ점착층(7)이 전자 부품(3)에 찢어지지 않고, 전자 부품(3)의 상면을 피복하도록 실시할 수도 있다.

접착ㆍ점착층(7)은, 전자 부품(3)의 상면에 접촉하는 한편, 전자 부품(3)으로부터 노출되는 기판(2)의 상면에는 접촉하지 않고, 기판(2)의 상면과 간격(간극)을 두고 배치되어 있다.

이 방열 구조체(1)에서도, 전자 부품(3)으로부터의 열을, 접착ㆍ점착층(7)을 통해 열전도성층(6)에 열전도할 수 있고, 또한 이 열전도성층(6)이, 이러한 열을 방열성 부재(4)에 열수송할 수 있다.

<실시예>

이하에 제조예, 실시예 및 제작예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 전혀 실시예에 한정되지 않는다.

(열전도성층의 제조)

<제조예 1>

PT-110(상품명, 판 형상의 질화붕소 입자, 평균 입자 직경(광 산란법) 45㎛, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬사제) 13.42g과, JER828(상품명, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 제1 에폭시 수지, 액상, 에폭시 당량 184 내지 194g/eqiv., 연화 온도(환구법) 25℃ 미만, 용융 점도(80℃) 70mPaㆍs, 재팬 에폭시 레진사제) 1.0g, 및 EPPN-501HY(상품명, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 제2 에폭시 수지, 고형상, 에폭시 당량 163 내지 175g/eqiv., 연화 온도(환구법) 57 내지 63℃, 닛본 가야꾸사제) 2.0g과, 경화제(큐어졸 2P4MHZ-PW(상품명, 시꼬꾸 가세사제)의 5질량％ 메틸에틸케톤 분산액) 3g(고형분 0.15g)(에폭시 수지인 JER828 및 EPPN-501HY의 총량에 대해 5질량％)을 배합하여 교반하고, 실온(23℃)에서 하룻밤 방치하여, 메틸에틸케톤(경화제의 분산매)을 휘발시켜 반고형상의 혼합물을 제조했다.

또한, 상기의 배합에 있어서, 경화제를 제외한 고형분(즉, 질화붕소 입자와, 에폭시 수지의 고형분)의 총 체적에 대한 질화붕소 입자의 체적 백분율(체적％)은 70체적％이었다.

계속해서, 얻어진 혼합물을 실리콘 처리한 2매의 이형 필름에 끼워 넣고, 그것들을 진공 가열 프레스기에 의해 80℃, 10Pa의 분위기(진공 분위기) 하에서, 5톤의 하중(20MPa)으로 2분간 열 프레스함으로써 두께 0.3mm의 프레스 시트를 얻었다(도 2의 (a) 참조).

그 후, 얻어진 프레스 시트를, 프레스 시트의 두께 방향으로 투영했을 때에, 복수개로 분할되도록 절단함으로써 분할 시트를 얻고(도 2의 (b) 참조), 계속해서, 분할 시트를 두께 방향으로 적층하여 적층 시트를 얻었다(도 2의 (c) 참조).

계속해서, 얻어진 적층 시트를, 상기와 마찬가지의 진공 가열 프레스기에 의해 상기와 마찬가지의 조건에서 열 프레스했다(도 2의 (a) 참조).

계속해서, 상기한 절단, 적층 및 열 프레스의 일련의 조작(도 2 참조)을 4회 반복하여, 두께 0.3mm의 열전도성층(미경화 상태)을 얻었다(도 3 참조).

<제조예 2 내지 16>

표 1 내지 표 3의 배합 비율 및 제조 조건에 준거하여, 제조예 1과 마찬가지로 처리함으로써, 열전도성층(제조예 2 내지 16)을 얻었다(도 3 참조).

(열전도성 접착 시트의 제작)

<제작예 1>

아크릴계 점착제의 바니시(용매: MEK, 고형분 농도: 50질량％, 필러리스 타입)를 세퍼레이터의 표면에, 건조시의 두께가 10㎛로 되도록 도포했다. 계속해서, 진공 건조에 의해 MEK를 증류 제거시킴으로써 점착제층을 형성했다.

계속해서, 제조예 1의 점착제층을 열전도성층에 압착시키고, 이에 의해 열전도성 접착 시트를 제작했다(도 4 참조).

<제작예 2 내지 16>

제조예 2 내지 16의 열전도성층을 각각 사용한 것 이외에는, 제작예 1과 마찬가지로 처리하여 열전도성 접착 시트(제작예 2 내지 16)를 각각 얻었다(도 4 참조).

(방열 구조체의 제작)

<실시예 1>

평판 형상의 폴리이미드로 이루어지는 기판과, 그것에 실장되는 전자 부품(두께 2mm의 IC 칩, 1mm의 콘덴서, 4mm의 코일 및 0.5mm의 저항기)과, 프레임을 준비했다(도 5 참조).

계속해서, 제작예 1의 열전도성 접착 시트를, 중앙부 및 일단부가 기판과 중복되고, 타단부가 기판과 중복되지 않는 치수로 절단했다.

계속해서, 열전도성 접착 시트와 기판을, 점착제층의 중앙부 및 일단부가 전자 부품에 대향하도록 배치하고, 계속해서, 열전도성 접착 시트의 타단부를 상방으로 굴곡시키고, 그 후, 열전도성 접착 시트를, 전자 부품 및 프레임을 향해, 실리콘 수지로 이루어지는 스펀지 롤을 사용하여 압착(임시 고정)했다(도 9 참조).

이에 의해, 열전도성 접착 시트의 중앙부 및 일단부가 전자 부품의 상면에 접착함과 함께, 열전도성 접착 시트의 타단부가 프레임에 접착했다.

또한, 열전도성 접착 시트의 중앙부 및 일단부와, 전자 부품으로부터 노출되는 기판과의 사이에는 간극이 형성되었다(도 9 참조).

<실시예 2 내지 16>

제작예 1의 열전도성 접착 시트 대신에, 표 4에 기재한 제작예 2 내지 16의 열전도성 접착 시트를 각각 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방열 구조체(실시예 2 내지 16)를 각각 형성했다.

<실시예 17>

열전도성 접착 시트의 제작에 있어서, 점착제층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방열 구조체를 제작했다(도 6 참조).

<실시예 18 내지 32>

열전도성 접착 시트의 제작에 있어서, 점착제층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 2 내지 16과 마찬가지로 하여 방열 구조체(실시예 18 내지 32)를 각각 제작했다(도 6 참조).

(평가)

1. 열전도율

제조예 1 내지 16의 열전도성층에 대해 열전도율을 측정했다.

즉, 면 방향(SD)에 있어서의 열전도율을, 크세논 플래시 애널라이저 「LFA-447형」(NETZSCH사제)을 사용하는 펄스 가열법에 의해 측정했다.

그 결과를 표 1 내지 표 3에 나타낸다.

2. 공극률(P)

제조예 1 내지 16의 열경화 전의 열전도성층의 공극률(P1)을 하기의 측정 방법에 의해 측정했다.

공극률의 측정 방법: 우선, 열전도성 시트를 두께 방향을 따라 크로스 섹션 폴리셔(CP)에 의해 절단 가공하여, 그것에 의해 나타나는 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 200배로 관찰하여 상을 얻었다. 그 후, 얻어진 상으로부터, 공극 부분과, 그것 이외의 부분을 2치화 처리하고, 계속해서 열전도성 시트 전체의 단면적에 대한 공극 부분의 면적비를 산출했다.

그 결과를 표 1 내지 표 3에 나타낸다.

3. 단차 추종성(3점 굽힘 시험)

제조예 1 내지 16의 열경화 전의 열전도성층에 대해, 하기 시험 조건에 있어서의 3점 굽힘 시험을 JIS K 7171(2010년)에 준거하여 실시함으로써, 단차 추종성을 하기의 평가 기준에 따라서 평가했다. 그 결과를 표 1 내지 표 3에 나타낸다.

시험 조건

시험편: 크기 20mm×15mm

지점간 거리: 5mm

시험 속도: 20mm/min(압자의 누름 속도)

굽힘 각도: 120도

(평가 기준)

◎: 파단이 전혀 관찰되지 않았음.

○: 파단이 거의 관찰되지 않았음.

×: 파단이 명확하게 관찰되었음.

4. 인쇄 마크 시인성(인쇄 마크 부착성: 잉크젯 인쇄 또는 레이저 인쇄에 의한 마크 부착성)

제조예 1 내지 16의 열전도성층에, 잉크젯 인쇄 및 레이저 인쇄에 의해 마크를 인쇄하여, 이러한 마크를 관찰했다.

그 결과, 제조예 1 내지 16의 열전도성층 중 어느 것에 대해서도, 잉크젯 인쇄 및 레이저 인쇄의 양쪽에 의한 마크를 양호하게 시인할 수 있어, 인쇄 마크 부착성이 양호한 것을 확인했다.

5. 체적 저항

제조예 1 내지 16의 열전도성층의 체적 저항(R)을 측정했다.

즉, 열전도성층의 체적 저항(R)은, JIS K 6911(열경화성 플라스틱 일반 시험 방법, 2006년판)에 준거하여 측정했다.

그 결과를 표 1 내지 표 3에 나타낸다.

6. 초기 접착력 시험

6-1. 노트북용 실장 기판에 대한 초기 접착력 시험

제조예 1 내지 16의 미경화의 열전도성층에 대해, 복수의 전자 부품이 실장된 노트북용 실장 기판에 대한 초기 접착력 시험 (1) 및 (2)를 실시했다.

즉, 열전도성층을 수평 방향을 따르는 노트북용 실장 기판의 표면(전자 부품이 실장되는 측)에, 실리콘 수지로 이루어지는 스펀지 롤을 사용하여 80℃(제조예 1 내지 9 및 제조예 11 내지 16) 또는 120℃(제조예 10)로 가열 압착하여 임시 고정하여, 10분간 방치한 후, 노트북용 실장 기판을 상하 방향을 따르도록 설치했다(초기 접착력 시험 (2)).

계속해서, 노트북용 실장 기판을, 열전도성층이 하측을 지향하도록(즉, 임시 고정 직후의 상태로부터 상하 반전하도록) 설치했다(초기 접착력 시험 (1)).

그리고, 상기한 초기 접착력 시험 (1) 및 초기 접착력 시험 (2)에 있어서 열전도성층을 하기의 기준에 따라서 평가했다. 그 결과를, 표 1 내지 표 3에 나타낸다.

<기준>

○: 열전도성층이 노트북용 실장 기판으로부터 탈락하지 않은 것을 확인했음.

×: 열전도성층이 노트북용 실장 기판으로부터 탈락한 것을 확인했음.

6-2. 스테인리스 기판에 대한 초기 접착력 시험

제조예 1 내지 16의 미경화의 열전도성층에 대해, 스테인리스 기판(SUS304제)에 대한 초기 접착력 시험 (1) 및 (2)를 상기와 마찬가지로 하여 실시했다.

그리고, 상기한 초기 접착력 시험 (1) 및 초기 접착력 시험 (2)에 있어서 열 열전도성층을 하기의 기준에 따라서 평가했다. 그 결과를 표 1 내지 표 3에 나타낸다.

<기준>

○: 열전도성층이 스테인리스 기판으로부터 탈락하지 않은 것을 확인했음.

×: 열전도성층이 스테인리스 기판으로부터 탈락한 것을 확인했음.

7. 체적 저항

제조예 1 내지 16의 미경화의 열전도성층의 체적 저항(R)을 측정했다.

그 결과를 표 1 내지 표 3에 나타낸다.

8. 방열성

실시예 1 내지 32의 방열 구조체에 있어서의 전자 부품을 동작시켜, 1시간 경과시켰다. 동작 중에 있어서의 열전도성 접착 시트의 표면 온도를 적외선 카메라로 측정한 결과, 70℃이며, 온도 상승이 억제된 것이 확인되었다.

한편, 열전도성 접착 시트를 사용하지 않은 기판(비교예 1의 방열 구조체의 방열 구조체에 있어서의 기판)에 대해 마찬가지로 평가한 결과, 전자 부품의 바로 위의 온도가 130℃이었다.

따라서, 실시예 1 내지 32의 방열 구조체의 방열성이 우수한 것이 확인되었다.

표 1 내지 표 3에 있어서의 각 성분 중 수치는, 특별한 기재가 없는 경우에는, g수를 나타낸다.

또한, 표 1 내지 표 3의 질화붕소 입자의 란에 있어서, 상단의 수치는, 질화붕소 입자의 배합 질량(g)이며, 중단의 수치는, 열전도성 시트에 있어서 경화제를 제외한 고형분(즉, 질화붕소 입자와, 에폭시 수지 또는 폴리에틸렌의 고형분)의 총 체적에 대한 질화붕소 입자의 체적 백분율(체적％)이며, 하단의 수치는, 열전도성 시트의 고형분(즉, 질화붕소 입자와, 에폭시 수지 및 경화제의 고형분)의 총 체적에 대한 질화붕소 입자의 체적 백분율(체적％)이다.

또한, 표 1 내지 표 3의 각 성분 중, ※ 표시를 부여한 성분에 대해, 이하에 그 상세를 기재한다.

PT-110^※1: 상품명, 판 형상의 질화붕소 입자, 평균 입자 직경(광 산란법) 45㎛, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬사제

UHP-1^※2: 상품명: 쇼비엔 UHP-1, 판 형상의 질화붕소 입자, 평균 입자 직경(광 산란법) 9㎛, 쇼와 덴꼬사제

에폭시 수지 A^※3: 오그솔 EG(상품명), 비스아릴플루오렌형 에폭시 수지, 반고형상, 에폭시 당량 294g/eqiv., 연화 온도(환구법) 47℃, 용융 점도(80℃) 1360mPaㆍs, 오사까 가스 케미컬사제

에폭시 수지 B^※4: JER828(상품명), 비스페놀 A형 에폭시 수지, 액상, 에폭시 당량 184 내지 194g/eqiv., 연화 온도(환구법) 25℃ 미만, 용융 점도(80℃) 70mPaㆍs, 재팬 에폭시 레진사제

에폭시 수지 C^※5: JER1002(상품명), 비스페놀 A형 에폭시 수지, 고형상, 에폭시 당량 600 내지 700g/eqiv., 연화 온도(환구법) 78℃, 용융 점도(80℃) 10000mPaㆍs 이상(측정 한계 이상), 재팬 에폭시 레진사제

에폭시 수지 D^※6: EPPN-501HY(상품명), 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 고형상, 에폭시 당량 163 내지 175g/eqiv., 연화 온도(환구법) 57 내지 63℃, 닛본 가야꾸사제

경화제^※7: 큐어졸 2PZ(상품명, 시꼬꾸 가세사제)의 5질량％ 메틸에틸케톤 용액

경화제^※8: 큐어졸 2P4MHZ-PW(상품명, 시꼬꾸 가세사제)의 5질량％ 메틸에틸케톤 분산액

폴리에틸렌^※9: 저밀도 폴리에틸렌, 중량 평균 분자량(Mw) 4000, 수 평균 분자량(Mn) 1700, Aldrich사제

또한, 상기 설명은, 본 발명의 예시의 실시 형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 명백한 본 발명의 변형예는, 후술하는 특허청구범위에 포함되는 것이다.

Claims

기판과,
상기 기판에 실장되는 전자 부품과,
상기 전자 부품으로부터 발생하는 열을 방열시키기 위한 방열성 부재와,
상기 기판에, 상기 전자 부품을 피복하도록 설치되는 열전도성 접착 시트를 구비하고,
상기 열전도성 접착 시트는, 판 형상의 질화붕소 입자를 함유하는 열전도성층을 구비하고,
상기 열전도성층은, 상기 열전도성층의 두께 방향에 대한 직교 방향의 열전도율이 4W/mㆍK 이상이며,
상기 열전도성 접착 시트가 상기 방열성 부재에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열전도성 접착 시트는, 상기 열전도성층 중 적어도 한쪽면에 적층되는 접착제층 또는 점착제층을 구비하고,
상기 접착제층 또는 상기 점착제층은 상기 기판과 접착 또는 점착하고 있는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.