TW201345732A - 熱傳導性黏著片材、其製造方法、熱傳導性黏著片材之貼附方法及貼著構造物 - Google Patents

熱傳導性黏著片材、其製造方法、熱傳導性黏著片材之貼附方法及貼著構造物 Download PDF

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Yoshio Terada
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Abstract

本發明之熱傳導性黏著片材包含:黏著劑層,其含有熱傳導性粒子;及基材,其積層於黏著劑層之厚度方向之一面,形成有貫通厚度方向之複數個貫通孔。熱傳導性黏著片材之熱導率為0.3 W/m.K以上。

Description

熱傳導性黏著片材、其製造方法、熱傳導性黏著片材之貼附方法及貼著構造物
本發明係關於一種熱傳導性黏著片材、其製造方法、熱傳導性黏著片材之貼附方法及貼著構造物,詳細而言,係關於一種用於需要熱傳導性與黏著性兩者之產業領域的熱傳導性黏著片材、其製造方法、熱傳導性黏著片材之貼附方法及貼著構造物。
先前,熱傳導性黏著片材藉由於丙烯酸系黏著劑中含有熱傳導性之填料,而與成為基礎之黏著劑相比提高熱傳導性之方法廣為人知。
例如,提出有含有丙烯酸系聚合物、具有熱傳導性且不含鹵素之阻燃劑(例如氫氧化鋁)、及熱傳導性填料(例如氧化鋁)之熱傳導性阻燃性感壓黏著片材(例如,參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-294192號公報
然而,於將黏著片材貼附於被黏著體時,存在因貼附位置偏離等原因,而將暫且貼附之黏著片材自被黏著體上剝離,然後再次貼附於被黏著體上(再製(rework))之情況。此時,若將上述專利文獻1記載 之黏著片材貼附於被黏著體,則有因黏著片材之黏著力過大,故黏著片材之一部分(黏著劑層)殘留於被黏著體上或者受到破壞,因此變得無法再製的不良情況。
又,有藉由暫時固定而將被黏著體與黏著片材準確地定位,其後將其等正式固定(接著)之情況。但是,上述專利文獻1記載之黏著片材存在一旦與被黏著體接觸即牢固地接著,故而無法藉由暫時固定而定位的缺點。
本發明之目的在於提供一種熱傳導性優異,並且再製性良好、可暫時固定之熱傳導性黏著片材,其製造方法,熱傳導性黏著片材之貼附方法及貼著構造物。
本發明之熱傳導性黏著片材之特徵在於包含:黏著劑層,其含有熱傳導性粒子;及基材,其積層於上述黏著劑層之厚度方向之一面,形成有貫通上述厚度方向之複數個貫通孔;且該熱傳導性黏著片材之熱導率為0.3 W/m.K以上。
又,於本發明之熱傳導性黏著片材中,較佳為上述基材之孔徑為100~10000 μm。
又,於本發明之熱傳導性黏著片材中,較佳為上述黏著劑層具有自上述貫通孔露出之露出面,上述露出面自上述貫通孔向上述厚度方向一側突出。
又,於本發明之熱傳導性黏著片材中,較佳為上述黏著劑層具有自上述貫通孔露出之露出面,上述露出面之面積、與上述基材之厚度方向之一面之面積的比為5:95~95:5。
又,於本發明之熱傳導性黏著片材中,較佳為上述基材之基重為20 g/m2以下。
又,於本發明之熱傳導性黏著片材中,較佳為上述黏著劑層為 丙烯酸系黏著劑層。
又,於本發明之熱傳導性黏著片材中,較佳為將熱傳導性黏著片材之上述厚度方向之一面暫時固定於鋁板上後,相對於上述鋁板以剝離角度90度、剝離速度300 mm/min剝離時之剝離接著力為0.1 N/20 mm以上40 N/20 mm以下。
又,本發明之熱傳導性黏著片材之製造方法之特徵在於:將含有熱傳導性粒子之黏著劑層、與形成有貫通厚度方向之複數個貫通孔之基材於上述厚度方向上積層。
又,本發明之熱傳導性黏著片材之貼附方法之特徵在於包含以下步驟:將上述熱傳導性黏著片材與第1被黏著體暫時固定;及按壓上述熱傳導性黏著片材,將上述熱傳導性黏著片材與上述第1被黏著體固定;上述熱傳導性黏著片材包含:黏著劑層,其含有熱傳導性粒子;及基材,其積層於上述黏著劑層之厚度方向之一面,形成有貫通上述厚度方向之複數個貫通孔;且上述熱傳導性黏著片材之熱導率為0.3 W/m.K以上。
又,本發明之貼著構造物之特徵在於包含:第1被黏著體;貼附於上述第1被黏著體上之上述熱傳導性黏著片材;及經由上述熱傳導性黏著片材而貼附於上述第1被黏著體上之第2被黏著體;上述熱傳導性黏著片材包含:黏著劑層,其含有熱傳導性粒子;及基材,其積層於上述黏著劑層之厚度方向之一面,形成有貫通上述厚度方向之複數個貫通孔;且上述熱傳導性黏著片材之熱導率為0.3 W/m.K以上。
藉由本發明之熱傳導性黏著片材之製造方法而獲得的本發明之熱傳導性黏著片材中,因於黏著劑層之厚度方向之一面積層有形成有複數個貫通孔之基材,故黏著劑層之厚度方向之一面之黏著力得到適當之調整。因此,可將於厚度方向之一面暫且貼附有被黏著體之熱傳 導性黏著片材自被黏著體上剝離,然後再次貼附於被黏著體上,再製性優異。又,亦可於將熱傳導性黏著片材之厚度方向之一面貼附於被黏著體時,藉由暫時固定而將被黏著體與熱傳導性黏著片材準確地定位。
又,本發明之熱傳導性黏著片材由於包含含有熱傳導性粒子之黏著劑層,且熱導率為特定值以上,故而熱傳導性優異。因此,可使被黏著體之熱效率良好地傳導。
又,藉由本發明之熱傳導性黏著片材之貼附方法而獲得的本發明之貼著構造物由於貼附於第1被黏著體與第2被黏著體之間之熱傳導性黏著片材的熱傳導性優異,故而散熱性優異。
1‧‧‧基礎膜
2‧‧‧黏著劑原料
3‧‧‧覆蓋膜
4‧‧‧黏著劑層
5‧‧‧基材
6‧‧‧露出面
7‧‧‧熱傳導性黏著片材
8‧‧‧貫通孔
9‧‧‧基材5之表面
10‧‧‧基材5之背面
11‧‧‧第1被黏著體
12‧‧‧第2被黏著體
13‧‧‧貼著構造物
A‧‧‧孔徑
C‧‧‧散熱體
D‧‧‧溫度感測器
H‧‧‧發熱體
L‧‧‧塊體
P‧‧‧探針
R‧‧‧荷重元
T‧‧‧螺釘
X1‧‧‧熱傳導性黏著片材之厚度之最大部分
X2‧‧‧黏著劑層之厚度之最小部分
X3‧‧‧黏著劑層之突出部分之厚度
X4‧‧‧貼附後之熱傳導性黏著片材之厚度
圖1係本發明之熱傳導性黏著片材之製造方法之一實施形態的製造步驟圖,其中,圖1(a)表示於基礎膜之表面塗佈黏著劑原料之步驟;圖1(b)表示於黏著劑原料之塗膜之表面配置覆蓋膜之步驟;圖1(c)表示使黏著劑原料進行反應之步驟;圖1(d)表示剝離覆蓋膜之步驟;圖1(e)表示將形成有複數個貫通孔之基材積層於黏著劑層之表面之步驟。
圖2係表示圖1(e)所示之熱傳導性黏著片材之平面圖。
圖3係使用圖1(e)所示之熱傳導性黏著片材貼附2個被黏著體之步驟圖,其中,圖3(a)表示準備熱傳導性黏著片材及第1被黏著體之步驟;圖3(b)表示將熱傳導性黏著片材與第1被黏著體暫時固定之步驟;圖3(c)表示將熱傳導性黏著片材與第1被黏著體固定之步驟; 圖3(d)表示將熱傳導性黏著片材與第2被黏著體固定之步驟。
圖4係說明本發明之熱傳導性黏著片材之其他實施形態的剖面圖,其中,圖4(a)表示黏著劑層之露出面與基材之表面於厚度方向上位於相同位置之態樣;圖4(b)表示黏著劑層之露出面位於基材之厚度方向之表面與背面之間之態樣;圖4(c)表示黏著劑層之露出面與基材之背面於厚度方向上位於相同位置之態樣。
圖5係熱特性評價裝置之說明圖,其中,圖5(a)表示前視圖;圖5(b)表示側視圖。
本發明之熱傳導性黏著片材包含黏著劑層、及積層於黏著劑層之厚度方向之一面之基材。
黏著劑層例如係由含有熱傳導性粒子、及單體及/或聚合物之黏著劑原料成形為沿面方向(與厚度方向正交之方向)擴展之片狀。
熱傳導性粒子係由熱傳導性材料形成為粒子狀,作為此種熱傳導性材料,例如可列舉水合金屬化合物。
水合金屬化合物為分解起始溫度為150~500℃之範圍且以通式MxOy.nH2O(M為金屬原子,x、y為由金屬之原子價決定之1以上之整數,n為所含結晶水之數)表示之化合物或含上述化合物之複鹽。
作為水合金屬化合物,例如可列舉:氫氧化鋁[Al2O3.3H2O;或Al(OH)3]、水鋁礦[Al2O3.H2O;或AlOOH]、氫氧化鎂[MgO.H2O;或Mg(OH)2]、氫氧化鈣[CaO.H2O;或Ca(OH)2]、氫氧化鋅[Zn(OH)2]、矽酸[H4SiO4;或H2SiO3;或H2Si2O5]、氫氧化鐵[Fe2O3.H2O或 2FeO(OH)]、氫氧化銅[Cu(OH)2]、氫氧化鋇[BaO.H2O;或BaO.9H2O]、水合氧化鋯[ZrO.nH2O]、水合氧化錫[SnO.H2O]、鹼性碳酸鎂[3MgCO3.Mg(OH)2.3H2O]、水滑石[6MgO.Al2O3.H2O]、碳鈉鋁石[Na2CO3.Al2O3.nH2O]、硼砂[Na2O.B2O5.5H2O]、硼酸鋅[2ZnO.3B2O5.3.5H2O]等。
又,作為熱傳導性材料,除上述水合金屬化合物以外,例如可列舉:氮化硼、氮化鋁、氮化矽、氮化鎵、碳化矽、二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化銅、氧化鎳、摻銻酸氧化錫、碳酸鈣、鈦酸鋇、鈦酸鉀、銅、銀、金、鎳、鋁、鉑、碳(含金剛石)等。
作為熱傳導性材料,就對黏著劑層賦予較高之熱傳導性及阻燃性之理由而言,較佳可列舉氫氧化鋁。
熱傳導性粒子之形狀只要為粒子狀(粉末狀)則並無特別限定,例如可為塊狀、針狀、板狀、層狀。塊狀例如包括球狀、長方體狀、破碎狀或該等之異形形狀。
熱傳導性粒子之尺寸並無特別限定,例如作為1次平均粒徑,例如為0.1~1000 μm,較佳為0.5~200 μm,更佳為0.7~100 μm,進而較佳為1~80 μm。熱傳導性粒子之1次平均粒徑係基於藉由利用雷射散射法之粒度分佈測定法所測定的粒度分佈,以體積基準之平均粒徑、更具體而言D50值(累計50%中值粒徑)而求出。
該等熱傳導性粒子於市場上有售,例如作為包含氫氧化鋁之熱傳導性粒子,可列舉:商品名「Higilite H-100-ME」(昭和電工公司製造)、商品名「Higilite H-10」(昭和電工公司製造)、商品名「Higilite H-32」(昭和電工公司製造)、商品名「Higilite H-31」(昭和電工公司製造)、商品名「Higilite H-42」(昭和電工公司製造)、商品名「Higilite H-43M」(昭和電工公司製造)、商品名「B103ST」(日本 輕金屬公司製造)等;例如作為包含氫氧化鎂之熱傳導性粒子,可列舉商品名「KISUMA 5A」(協和化學工業公司製造)等。
又,作為包含氮化硼之熱傳導性粒子,可列舉商品名「HP-40」(水島合金鐵公司製造)、商品名「PT620」(Momentive公司製造)等;例如作為包含氧化鋁之熱傳導性粒子,可列舉商品名「AS-50」(昭和電工公司製造)、商品名「AS-10」(昭和電工公司製造)等;例如作為包含摻銻酸氧化錫之熱傳導性粒子,可列舉商品名「SN-100S」(石原產業公司製造)、商品名「SN-100P」(石原產業公司製造)、商品名「SN-100D(水分散品)」(石原產業公司製造)等;例如作為包含氧化鈦之熱傳導性粒子,可列舉商品名「TTO系列」(石原產業公司製造)等;例如作為包含氧化鋅之熱傳導性粒子,可列舉商品名「SnO-310」(住友大阪水泥公司製造)、商品名「SnO-350」(住友大阪水泥公司製造)、商品名「SnO-410」(住友大阪水泥公司製造)等。
該等熱傳導性粒子可單獨使用或併用。
又,熱傳導性粒子之含有比率相對於熱傳導性黏著組合物例如為55質量%以上,較佳為60質量%以上,更佳為65質量%以上,例如亦為90質量%以下。
若熱傳導性粒子之調配比率為上述範圍內,則可對黏著劑層賦予優異之熱傳導性及優異之接著(黏著)性。
作為單體,例如,作為必需成分可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯系單體,作為任意成分可列舉含有極性基之單體、多官能單體、可與該等單體共聚合之可共聚合單體。
(甲基)丙烯酸烷基酯系單體為甲基丙烯酸烷基酯系單體及/或丙烯酸烷基酯系單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第 三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等烷基部分為直鏈狀或支鏈狀之C1-20烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯。
該等(甲基)丙烯酸烷基酯系單體中,就特別容易取得接著特性之平衡方面而言,較佳可列舉(甲基)丙烯酸C2-12烷基酯,更佳可列舉(甲基)丙烯酸C4-9烷基酯。
(甲基)丙烯酸烷基酯系單體於單體中係以例如60質量%以上,較佳為80質量%以上且例如為99質量%以下之比率調配。
作為含有極性基之單體,例如可列舉:含有氮之單體;含有羥基之單體;含有磺基之單體;兼有氮、羥基之單體;兼有氮、磺基之單體;兼有羥基、磷酸基之單體;含有羧基之單體等。
作為含有氮之單體,可列舉:例如N-(甲基)丙烯醯啉、N-(甲基)丙烯醯吡咯啶等環狀(甲基)丙烯醯胺;例如(甲基)丙烯醯胺、N-取代(甲基)丙烯醯胺(例如N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-正丁基(甲基)丙烯醯胺等N-烷基(甲基)丙烯醯胺;例如N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二異丙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二正丁基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二-第三丁基(甲基)丙烯醯胺等N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺)等非環狀(甲基)丙烯醯胺;例如N-乙烯基-2-吡咯啶酮(NVP)、N-乙烯基-2-哌啶酮、N-乙烯基-3-啉酮、N-乙烯基-2-己內醯胺、N-乙烯基-1,3--2-酮、N- 乙烯基-3,5-啉二酮等N-乙烯基環狀醯胺;例如(甲基)丙烯酸胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基丙酯等含有胺基之單體;例如N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺等含有馬來醯亞胺骨架之單體;例如N-甲基伊康醯亞胺、N-乙基伊康醯亞胺、N-丁基伊康醯亞胺、N-2-乙基己基伊康醯亞胺、N-月桂基伊康醯亞胺、N-環己基伊康醯亞胺等伊康醯亞胺系單體等。
作為含有羥基之單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯等。
作為含有磺基之單體,例如可列舉:苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等。
作為兼有氮、羥基之單體,例如可列舉:N-(2-羥乙基)(甲基)丙烯醯胺(HEAA/HEMA)、N-(2-羥丙基)(甲基)丙烯醯胺、N-(1-羥丙基)(甲基)丙烯醯胺、N-(3-羥丙基)(甲基)丙烯醯胺、N-(2-羥丁基)(甲基)丙烯醯胺、N-(3-羥丁基)(甲基)丙烯醯胺、N-(4-羥丁基)(甲基)丙烯醯胺等N-羥烷基(甲基)丙烯醯胺。
作為兼有氮、磺基之單體,例如可列舉:2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸等。
作為兼有羥基、磷酸基之單體,例如可列舉2-羥乙基(甲基)丙烯醯基磷酸酯等。
作為含有羧基之單體,例如可列舉(甲基)丙烯酸、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁烯酸、異丁烯酸等。又,作為含有羧基之單體,例如亦可列舉順丁烯二酸酐、伊康酸酐等羧酸酐。
該等含有極性基之單體中,就對黏著劑層賦予較高之接著性及保持力方面而言,較佳可列舉含有氮之單體,含有氮、羥基之單體, 更佳可列舉NVP、HEAA/HEMA。
含有極性基之單體於單體中係以例如為5質量%以上,較佳為5~30質量%,更佳為5~25質量%之比率調配。若含有極性基之單體之調配比率為上述範圍內,則可對黏著劑層賦予良好之接著性及保持力。
多官能單體為具有複數個乙烯系不飽和烴基之單體,例如可列舉:己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、二乙烯苯、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯、(甲基)丙烯酸二丁酯、(甲基)丙烯酸二己酯等2官能以上之多官能單體。
較佳可列舉二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等4官能以上之多官能單體。
多官能單體於單體中係以例如為2質量%以下,較佳為0.01~2質量%,更佳為0.02~1質量%之比率調配。若多官能單體之調配比率為上述範圍內,則可提高熱傳導性黏著組合物之接著力。
作為可共聚合單體,可列舉:例如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚等含有環氧基之單體;例如(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丙酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等含有烷氧基之單體;例如丙烯腈、甲基丙烯腈等含有氰基之單體;例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體;例如乙烯、丙烯、異戊二烯、丁二烯、異丁烯等α-烯烴;例如丙烯酸2-異氰酸乙酯、甲基丙烯酸2-異氰酸乙酯等含有異氰酸基之單體;例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯系單體;例如烷基乙烯醚等乙烯醚系單體;例如(甲基)丙烯酸四氫糠酯等含有雜環之(甲基)丙 烯酸酯;例如(甲基)丙烯酸氟烷酯等含有鹵素原子之單體;例如3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷等含有烷氧基矽烷基之單體;例如含有(甲基)丙烯酸基之矽酮等含有矽氧烷骨架之單體;例如(甲基)丙烯酸環丙酯、(甲基)丙烯酸環丁酯、(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環庚酯、(甲基)丙烯酸環辛酯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異酯等含有脂環烴基之(甲基)丙烯酸酯;例如(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基二乙二醇酯等含有芳香族烴基之(甲基)丙烯酸酯等。
該等可共聚合單體中,較佳可列舉含有烷氧基之單體,更佳可列舉(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯。藉由調配含有烷氧基之單體,可提高黏著劑層對被黏著體之密接性,並可效率良好地傳導來自被黏著體之熱。
可共聚合單體於單體中係以例如30質量%以下,較佳為20質量%以下之比率調配。
該等單體可單獨(僅1種)使用,又,亦可組合2種以上使用。
又,該等單體於黏著劑原料中係以例如1~45質量%,較佳為10~40質量%之比率調配。
作為聚合物,例如可列舉使上述單體進行反應而獲得之聚合物(polymer)。詳細而言,作為聚合物並無特別限制,例如可列舉丙烯酸系聚合物,更詳細而言可列舉:使用(甲基)丙烯酸烷基酯系單體作為必需成分,使用含有極性基之單體、多官能單體、及可共聚合單體作為任意成分而得的丙烯酸系聚合物(acrylic polymer)等。再者,聚合物包括上述單體之一部分聚合而成之部分聚合物。
該等聚合物可單獨(僅1種)使用,又,亦可組合2種以上而使用。
該等聚合物於黏著劑原料中係以例如1~45質量%,較佳為10~ 40質量%之比率調配。
再者,於在黏著劑原料中調配單體及聚合物兩者之情形時,單體及聚合物於黏著劑原料中係以其總量為例如1~45質量%,較佳成為10~40質量%之比率調配。
其次,對黏著劑原料之調製方法進行說明。
為調製黏著劑原料,首先調製含有上述單體、及聚合起始劑之單體組合物,或者使上述聚合物溶解於有機溶劑等溶劑中而調製聚合物組合物。
為調製單體組合物,首先於上述單體中調配聚合起始劑。
作為聚合起始劑,例如可列舉光聚合起始劑、熱聚合起始劑。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:安息香醚系光聚合起始劑、苯乙酮系光聚合起始劑、α-酮醇系光聚合起始劑、芳香族磺醯氯系光聚合起始劑、光活性肟系光聚合起始劑、安息香系光聚合起始劑、苯偶醯系光聚合起始劑、二苯基酮系光聚合起始劑、9-氧硫系光聚合起始劑等。
作為安息香醚系光聚合起始劑,例如可列舉:安息香甲醚、安息香乙醚、安息香丙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮、苯甲醚甲醚等。
作為苯乙酮系光聚合起始劑,例如可列舉:2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、4-苯氧基二氯苯乙酮、4-(第三丁基)二氯苯乙酮等。
作為α-酮醇系光聚合起始劑,例如可列舉:2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-[4-(2-羥乙基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮等。
作為芳香族磺醯氯系光聚合起始劑,例如可列舉2-萘磺醯氯等。
作為光活性肟系光聚合起始劑,例如可列舉1-苯基-1,1-丙二酮- 2-(O-乙氧羰基)-肟等。
作為安息香系光聚合起始劑,例如可列舉安息香等。
作為苯偶醯系光聚合起始劑,例如可列舉苯偶醯等。
作為二苯基酮系光聚合起始劑,例如可列舉:二苯基酮、苯甲醯苯甲酸、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯基酮、聚乙烯基二苯基酮等。
作為9-氧硫系光聚合起始劑,例如可列舉:9-氧硫、2-氯-9-氧硫、2-甲基-9-氧硫、2,4-二甲基-9-氧硫、異丙基-9-氧硫、2,4-二異丙基-9-氧硫、癸基-9-氧硫等。
作為熱聚合起始劑,可列舉:例如2,2'-偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙-2-甲基丁腈、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯、4,4'-偶氮雙-4-氰基戊酸、偶氮雙異戊腈、2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)二硫酸鹽、2,2'-偶氮雙(N,N'-二亞甲基異丁脒)鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]水合物等偶氮系聚合起始劑;例如過氧化二苯甲醯、過氧化順丁烯二酸第三丁酯、氫過氧化第三丁基、過氧化氫等過氧化物系聚合起始劑;例如過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽;例如過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉之組合、過氧化物與抗壞血酸鈉之組合等氧化還原系聚合起始劑等。
該等聚合起始劑可單獨(僅1種)使用,又,亦可組合2種以上而使用。
該等聚合起始劑中,就可縮短聚合時間之優點等而言,較佳可列舉光聚合起始劑。
於調配光聚合起始劑作為聚合起始劑之情形時,光聚合起始劑並無特別限定,例如相對於單體100質量份以例如0.01~5質量份,較佳為0.05~3質量份之比率調配。
又,於調配熱聚合起始劑作為聚合起始劑之情形時,熱聚合起 始劑並無特別限定,係以可利用之比率調配。
其次,為調製單體組合物,視需要使單體之一部分聚合。
為使單體之一部分聚合,於調配有光聚合起始劑之情形時,對單體與光聚合起始劑之混合物照射紫外線。照射紫外線係以如光聚合起始劑可受到激發之照射能量進行照射,直至單體組合物之黏度(BH黏度計,No.5轉子,10 rpm,測定溫度30℃)變成例如5~30 Pa.s,較佳為10~20 Pa.s為止。
又,於調配有熱聚合起始劑之情形時,對單體與熱聚合起始劑之混合物以例如熱聚合起始劑之分解溫度以上之溫度,具體而言20~100℃左右之聚合溫度進行加熱,與調配有光聚合起始劑之情形同樣地直至單體組合物之黏度(BH黏度計,No.5轉子,10 rpm,測定溫度30℃)變成例如5~30 Pa.s,較佳為10~20 Pa.s為止。
再者,於使單體之一部分聚合而調製單體組合物之情形時,亦可首先調配選自(甲基)丙烯酸烷基酯系單體、含有極性基之單體及可共聚合單體之單體及聚合起始劑,如上所述地使單體之一部分聚合,其後調配多官能單體。
藉此,可調製單體組合物。
再者,於單體組合物或聚合物組合物中,亦可視需要調配分散劑、黏著賦予劑、丙烯酸系低聚物、矽烷偶合劑、氟系界面活性劑、塑化劑、填充材料、防老化劑、著色劑等添加劑。
繼而,為調製黏著劑原料,於所獲得之單體組合物或聚合物組合物中調配上述熱傳導性粒子並混合。
再者,熱傳導性粒子或添加劑等可以分散或溶解於有機溶劑等溶劑中之狀態而調配於單體組合物或聚合物組合物中。
藉此,可調製黏著劑原料。
所獲得之黏著劑原料之黏度(BM黏度計,No.4轉子,12 rpm,測 定溫度23℃)例如為50 Pa.s以下,較佳為5~40 Pa.s,更佳為10~35 Pa.s。
再者,黏著劑原料中亦可含有氣泡。藉由使用含有氣泡之黏著劑原料製作黏著劑層,可將黏著劑層製成為發泡體層。
基材係沿面方向擴展,於該基材上,形成有貫通厚度方向之複數個貫通孔。貫通孔係於面方向上隔開間隔而形成。作為基材,例如可列舉網狀物、布帛、紙等。
網狀物之編織方法並無限定,例如可列舉平紋組織、方平組織、重平組織、斜紋組織、緞紋組織等。
形成網狀物之纖維例如可列舉合成樹脂纖維、金屬纖維、天然纖維等,較佳可列舉合成樹脂纖維。
作為合成樹脂纖維,例如可列舉包含熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂之纖維,較佳可列舉包含熱塑性樹脂之纖維。作為熱塑性樹脂,可列舉:例如聚乙烯、聚丙烯等烯烴系樹脂;例如聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂;例如尼龍等聚醯胺系樹脂;例如纖維素纖維等。該等可單獨使用,或併用2種以上。
作為金屬纖維,例如可列舉包含銅、鐵、鋁等之纖維。
又,網狀物例如亦可為對包含合成樹脂或金屬之片材藉由沖孔(punching)等穿孔而形成貫通孔之開孔片材。
作為布帛,例如可列舉織布、不織布等。
織布之編織方法並無限定,可列舉上述編織方法。
不織布之製法並無限定,例如可列舉:乾式法、濕式法、紡黏法、熱黏合法、化學黏合法、針跡黏合法(stitch bonding)、針刺法、熔噴法、水刺法、蒸汽噴射法等。
形成織布及不織布之纖維可列舉上述合成樹脂纖維。
作為布帛,較佳可列舉不織布。
作為紙,例如可列舉道林紙、日本紙、牛皮紙、玻璃紙、合成紙等。
貫通孔之數例如有1~3000個/cm2,較佳為1~1000個/cm2,更佳為1~500個/cm2,進而較佳為10~100個/cm2。貫通孔之數可用肉眼或光學顯微鏡照片計數。
網狀物之情形之貫通孔之數例如於一方向(例如縱方向)上為5~50個/英吋(25.4 mm),較佳為20~40個/英吋。又,於相對於該一方向之垂直方向(例如橫方向)上為10~60個/英吋,較佳為30~50個/英吋。
又,網狀物之孔徑例如為100~10000 μm,較佳為100~5000 μm,更佳為100~1000 μm。網狀物之線直徑例如為1~1000 μm,較佳為10~500 μm。網狀物之孔徑如圖2之A所示,為構成網狀物之纖維間之最小距離。
基材之貫通孔、與基材之表面之面積的比例如為5:95~95:5,較佳為60:40~90:10。
基材之基重例如為20 g/m2以下,較佳為17 g/m2以下,又,例如為1 g/m2以上。於超過該範圍之情形時,有接著力降低,難以進行暫時固定之情況。
基重係藉由測定每單位面積之質量而求出。再者,基重只要係利用上述測定方法而測定,則可應用於上述例示之全部基材(例如網狀物、不織布等)。
基材之厚度例如為1~1000 μm,較佳為1~500 μm。
基材較佳可列舉由合成樹脂纖維形成之網狀物(塑膠網狀物)。
圖1係本發明之熱傳導性黏著片材之製造方法之一實施形態的製造步驟圖。圖2係圖1(e)所示之熱傳導性黏著片材之平面圖。
其次,參照圖1及圖2,對本發明之熱傳導性黏著片材之製造方 法之一實施形態進行說明。
為製作熱傳導性黏著片材7,首先,如圖1(a)所示,於基礎膜1之經實施剝離處理之表面(厚度方向之一面)塗佈黏著劑原料2。
作為基礎膜1,可列舉:例如聚酯膜(聚對苯二甲酸乙二酯膜等);例如包含氟系聚合物(例如,聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氯氟乙烯-偏二氟乙烯共聚物等)之氟系膜;例如包含烯烴系樹脂(聚乙烯、聚丙烯等)之烯烴系樹脂膜;例如聚氯乙烯膜、聚醯亞胺膜、聚醯胺膜(尼龍膜)、嫘縈膜等塑膠系基材膜(合成樹脂膜);例如道林紙、日本紙、牛皮紙、玻璃紙、合成紙、面塗紙等紙類;例如將該等複層化而成之複合體等。
再者,於黏著劑原料2含有光聚合起始劑之情形時,使用可透過紫外線之基礎膜1以避免阻礙對黏著劑原料2之紫外線照射。
作為將黏著劑原料2塗佈於基礎膜1之方法,例如可列舉:輥式塗佈、接觸輥式塗佈、凹版塗佈、反向塗佈、輥刷、噴塗、浸漬輥式塗佈、棒式塗佈、刮塗、氣刀塗佈、淋幕式塗佈、唇口塗佈、模嘴塗佈等。
作為黏著劑原料2之塗佈厚度,例如為10~10000 μm,較佳為50~5000 μm,更佳為100~3000 μm。
為製作熱傳導性黏著片材7,其次,如圖1(b)所示,於黏著劑原料2之塗膜之表面(厚度方向之一面)配置覆蓋膜3。為將覆蓋膜3配置於塗膜之表面(厚度方向之一面),係以覆蓋膜3之經實施剝離處理之表面與塗膜接觸之方式進行配置。
作為覆蓋膜3,例如可列舉與上述基礎膜1相同之膜。又,於黏著劑原料2含有光聚合起始劑之情形時,使用可透過紫外線之覆蓋膜3以避免阻礙對黏著劑原料2之紫外線照射。
為製作熱傳導性黏著片材7,繼而,如圖1(c)所示,使黏著劑原料2之單體聚合,形成黏著劑層4。
為使黏著劑原料2之單體聚合,如上所述般,於調配有光聚合起始劑之情形時,對黏著劑原料2照射紫外線,於調配有熱聚合起始劑之情形時,對黏著劑原料2進行加熱。
再者,於將上述聚合物組合物調配於黏著劑原料2中之情形、或使熱傳導性粒子或添加劑分散或溶解於溶劑中後調配於黏著劑原料2中之情形時,可如上所述般塗佈黏著劑原料2,進行乾燥而除去溶劑。
藉此,形成黏著劑層4。由於黏著劑層4的單體含有(甲基)丙烯酸烷基酯系單體作為必需成分,故而形成為丙烯酸系黏著劑層。
繼而,如圖1(d)所示,將覆蓋膜3自黏著劑層4之表面(厚度方向之一面)剝離。藉此,使黏著劑層4之表面(厚度方向之一面)露出。
繼而,如圖1(e)所示,將基材5積層於黏著劑層4之表面。
具體而言,首先,如圖1(e)之假想線所示,準備上述基材5。如圖2所示,基材5例如為塑膠網狀物,由合成樹脂纖維形成。
繼而,將基材5與黏著劑層4之表面側對向配置。
其後,如圖1(e)之箭頭所示般,使基材5朝向黏著劑層4下降。藉此,將基材5積層於黏著劑層4之表面。基材5之至少背面10與黏著劑層4接觸。
再者,將基材5相對於黏著劑層4積層時,藉由將基材5朝向黏著劑層4施加壓力,而將基材5之背面側部分及厚度方向中央部分埋設於黏著劑層4中。基材5之背面10及側面由黏著劑層4被覆,另一方面,基材5之表面9自黏著劑層4露出。
另一方面,黏著劑層4中,於厚度方向上投影時,與基材5之貫通孔8重複之重複部的表面成為自貫通孔8露出之露出面6,並且由於 基材5埋設於黏著劑層4中,於面方向上投影時,露出面6相對於基材5之表面9位於表面側(厚度方向一側)。即,露出面6自貫通孔8以彎曲狀突出於表面側。換言之,於黏著劑層4中,對應露出面6之部分成為突出部分。
藉此,於熱傳導性黏著片材7之厚度方向之一面,黏著劑層4之露出面6成為黏著面,基材5之表面9成為非黏著面。
具體而言,為將基材5積層於黏著劑層4上,例如使用多軸貼合機等。
黏著劑層4之露出面6之面積、與基材5之表面9之面積的比(即,黏著面之面積:非黏著面之面積)與上述基材5中之比(基材之貫通孔與基材之表面之面積的比)實際上相同,例如為5:95~95:5,較佳為60:40~90:10。於滿足該範圍之情形時,接著力良好,進行暫時固定時,熱傳導性黏著片材7不容易相對於被黏著體滑動,且亦可容易地剝離,故而暫時固定變得更加容易。
藉此,獲得熱傳導性黏著片材7。
所獲得之熱傳導性黏著片材7之厚度之最大部分(即,黏著劑層4之露出面6之最表面側部分與背面之距離,圖1(e)所示之X1)例如為10~10000 μm,較佳為50~5000 μm,更佳為100~3000 μm。
黏著劑層4之厚度之最小部分(即,基材5之背面10與黏著劑層4之背面之距離,圖1(e)所示之X2)例如為5~8000 μm,較佳為30~4000 μm,更佳為50~1000 μm。
黏著劑層4之突出部分之厚度(突出長度,即,基材5之表面9與露出面6之最表面側部分之厚度方向之距離,圖1(e)所示之X3)例如為4~2000 μm,較佳為5~1000 μm,更佳為10~200 μm。
所獲得之熱傳導性黏著片材7之表面(厚度方向之一面)於暫時固定時的剝離接著力(藉由後述實施例中記載之方法測定)例如為0.1 N/20 mm以上40 N/20 mm以下,較佳為0.3 N/20 mm以上40 N/20 mm以下,更佳為0.5 N/20 mm以上20 N/20 mm以下,進而較佳為1 N/20 mm以上15 N/20 mm以下,最佳為3 N/20 mm以上10 N/20 mm以下。於不滿足該範圍之情形時,有暫時固定時之接著力變弱,熱傳導性黏著片材7容易相對於被黏著體滑動,暫時固定變得困難之情況。另一方面,於超過該範圍之情形時,有將熱傳導性黏著片材7暫時固定時,其牢固地固定,剝離變得困難之情況。
又,關於熱傳導性黏著片材7之硬度(依據JIS K 7312規定之C型硬度試驗而測定),於使C型硬度計之加壓面密接之後30秒後測定時,例如為90以下,較佳為80以下,例如為1以上。
又,熱傳導性黏著片材7之熱導率(藉由後述實施例中記載之方法測定)為0.3 W/m.K以上,較佳為0.4 W/m.K以上,更佳為0.5 W/m.K以上,例如為10 W/m.K以下。藉由設為該範圍,熱傳導性黏著片材7之熱傳導性優異。
熱傳導性黏著片材7之熱阻例如為25 cm2.K/W以下,較佳為15 cm2.K/W以下,例如為0.1 cm2.K/W以上。
圖3係使用圖1(e)所示之熱傳導性黏著片材貼附2個被黏著體之步驟圖。
繼而,參照圖3,對使用本發明之熱傳導性黏著片材貼附2個被黏著體之方法進行說明。
於該方法中,首先,如圖3(a)所示,準備熱傳導性黏著片材7及2個被黏著體。2個被黏著體包含第1被黏著體11及第2被黏著體12(參照圖3(d)之假想體)。第1被黏著體11為形成為大致平板狀之散熱體,具體而言為散熱片等。第2被黏著體12為形成為大致平板狀之發熱體,具體而言為LED(Light Emitting Diode,發光二極體)等。參照圖3(d),於厚度方向上投影時,第2被黏著體12係包含於第1被黏著體11內,具 體而言係形成為較第1被黏著體11小。
將熱傳導性黏著片材7之外形加工為於俯視下與第2被黏著體12為相同尺寸。
其次,如圖3(b)所示,使熱傳導性黏著片材7之厚度方向之一面(表面,圖3中之下表面)、與第1被黏著體11於該位置接觸,將熱傳導性黏著片材7相對於第1被黏著體11定位於所期望之位置,而將熱傳導性黏著片材7暫時固定於第1被黏著體11。此時,視需要相對於第1被黏著體11按壓熱傳導性黏著片材7。
於暫時固定時,具體而言,例如使2 kg之輥於基礎膜1之表面上往復1次。
於熱傳導性黏著片材7偏離所期望之位置而暫時固定之情形時,將熱傳導性黏著片材7自第1被黏著體11上剝離,再次實施定位及暫時固定。
繼而,如圖3(c)所示,將熱傳導性黏著片材7向第1被黏著體11側(厚度方向一側)進一步按壓。如此,黏著劑層4之突出部分向貫通孔8周圍的基材5之厚度方向之一面移動。藉此,基材5完全地埋設於黏著劑層4中。即,基材5之表面9、背面10及側面均由黏著劑層4被覆。又,熱傳導性黏著片材7之整個表面成為黏著面。
藉此,可將熱傳導性黏著片材7與第1被黏著體11固定。
固定時之壓力例如為0.1~100 MPa,較佳為1~100 MPa。
其後,如圖3(c)之箭頭所示,將基礎膜1自黏著劑層4上剝離。
繼而,如圖3(d)所示,於熱傳導性黏著片材7之背面(厚度方向之另一面),如假想線及箭頭所示般貼附第2被黏著體12。藉此,將熱傳導性黏著片材7與第12被黏著體12固定。
藉此,可經由熱傳導性黏著片材7而貼附第1被黏著體11與第2被黏著體12,獲得包含第1被黏著體11、第2被黏著體12及熱傳導性黏著 片材7之貼著構造物13。
於貼著構造物13中,第1被黏著體11固定於熱傳導性黏著片材7之厚度方向之一面,第2被黏著體12固定於熱傳導性黏著片材7之厚度方向之另一面。即,第2被黏著體12經由熱傳導性黏著片材7而固定(接著)於第1被黏著體11上。
貼附後之熱傳導性黏著片材7之厚度X4與貼附前熱傳導性黏著片材7之厚度之最大部分X1(參照圖1(e))相比較薄,例如相對於X1為50~99%,較佳為80~99%,具體而言,例如為5~9900 μm,較佳為100~3000 μm。
並且,該熱傳導性黏著片材7中,於黏著劑層4之厚度方向之一面積層有形成有貫通孔8之基材5。因此,黏著劑層4之厚度方向之一面之黏著力得到適當之調整。因此,可將於厚度方向之一面暫且貼附有第1被黏著體11之熱傳導性黏著片材7自第1被黏著體11上剝離,然後再次貼附於被黏著體上,再製性優異。又,亦可於將熱傳導性黏著片材7之厚度方向之一面貼附於第1被黏著體11時,暫且藉由暫時固定而將第1被黏著體11與熱傳導性黏著片材7準確地定位。
又,熱傳導性黏著片材7包含含有熱傳導性粒子之黏著劑層4,且熱導率為特定值以上。因此,可使自第1被黏著體11產生之熱效率良好地傳導至第2被黏著體12。
該熱傳導性黏著片材7由於熱傳導性優異,故而可較佳地用於包含LED之LED裝置(電視、照明、顯示器等),進而,亦可較佳地用於半導體裝置、硬碟、EL(Electro Luminescence,電致發光)裝置(有機EL顯示器、有機EL照明等)、電容器、電池(鋰離子電池等)、電源模組等用途。
又,於熱傳導性黏著片材7之表面,於搬送時或就操作性之觀點而言亦可積層基礎膜。
又,貼著構造物13由於貼附於第1被黏著體11與第2被黏著體12之間之熱傳導性黏著片材7的熱傳導性優異,故而散熱性優異。即,自第2被黏著體12產生之熱可經由熱傳導性黏著片材7而高效率地轉移至第1被黏著體11。
再者,於圖3之實施形態中,係如圖3(c)所示般將熱傳導性黏著片材7與第1被黏著體11固定,其後,如圖3(d)所示般將熱傳導性黏著片材7之背面貼附於第2被黏著體12,但該順序並無特別限定,例如,亦可為未圖示之下述順序:於將熱傳導性黏著片材7之表面暫時固定於第1被黏著體11之後、且參照圖3(c)將熱傳導性黏著片材7固定(接著)於第1被黏著體11之前的熱傳導性黏著片材7之背面,貼附第2被黏著體12,其後,將熱傳導性黏著片材7與第1被黏著體11固定(接著)。
又,於圖3之實施形態中,係如圖3(a)及圖3(b)所示般將熱傳導性黏著片材7之表面暫時固定於第1被黏著體11,繼而如圖3(c)所示般將該等固定(接著),其後如圖3(d)所示般,將熱傳導性黏著片材7之背面固定於第2被黏著體12。但是,例如亦可為未圖示之如下方法:首先,將基礎膜1自熱傳導性黏著片材7之背面剝離,其次,將熱傳導性黏著片材7之背面固定(接著)於第2被黏著體12,其後,將熱傳導性黏著片材7之表面暫時固定於第1被黏著體11,然後將該等固定(接著)。
圖4表示說明本發明之熱傳導性黏著片材之其他實施形態的剖面圖。
於圖1(e)之實施形態中,係將黏著劑層4之露出面6形成為於面方向上投影時,自貫通孔向厚度方向一側突出,但例如亦可如圖4(a)~圖4(c)所示般形成於貫通孔8內。
於圖4(a)中,於面方向上投影時,黏著劑層4之露出面6之最表面側部分係形成於與基材5之表面9相同之位置。
於圖4(b)中,於面方向上投影時,黏著劑層4之露出面6係形成於 基材5之表面9與背面10之間之位置。即,於面方向上投影時,露出面6係包含於基材5內。
於圖4(c)中,於面方向上投影時,黏著劑層4之露出面6係形成於與基材5之背面10相同之位置。
較佳為如圖1(e)所示般,將黏著劑層4之露出面6形成為於面方向上投影時,自貫通孔向厚度方向一側突出。
因此,與圖4(a)~圖4(c)之實施形態相比,圖1(e)之實施形態可藉由黏著劑層4之露出面6而更確實且容易地暫時固定於第1被黏著體11。即,如圖1(e)所示,黏著劑層4之露出面6自貫通孔8向厚度方向一側突出,故而藉由固定時之按壓,黏著劑層4之突出部分可容易地向貫通孔8周圍之基材5之厚度方向之一面移動,因此基材5之表面9由黏著劑層4被覆。故而,基材5被埋設於黏著劑層4中。因此,黏著劑層4與第1被黏著體11之接觸面積增大,黏著力提高,可將第1被黏著體11與第2被黏著體12更牢固地固定。
於圖3中,係例示散熱片作為散熱體而進行說明,但除散熱片以外,亦可列舉:例如用於電子機器或電氣機器之殼體、框架、盒體、鑲框;例如用於半導體裝置、電池、電容器或汽車之殼體、框架、盒體等。又,圖3中係例示LED作為發熱體而進行說明,但除LED以外,例如可列舉其他各種照明機器、電子機器、電氣機器、半導體裝置(IC(Integrated Circuit,積體電路)晶片、CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)等)、各種電池(鋰離子電池、電容器等)等。
圖3(d)所示之貼著構造物13係例示散熱體作為第1被黏著體11,例示發熱體作為第2被黏著體12而進行說明,但例如亦可將其等調換,即,使第1被黏著體11為發熱體,第2被黏著體12為散熱體。
又,係將第1被黏著體11及第2被黏著體12之形狀分別設為大致平板狀而進行說明,但其形狀並無限定,雖未圖示,但例如亦可使第1 被黏著體11及/或第2被黏著體12的貼著於熱傳導性黏著片材7之表面之形狀形成為曲面。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例說明本發明,但本發明並不受該等之任何限定。
以下所示之實施例之數值可替換成上述實施形態中記載之數值(即,上限或下限值)。
實施例1
(單體組合物之調製)
調配作為單體之丙烯酸2-乙基己酯82質量份、丙烯酸2-甲氧基乙酯12質量份、N-乙烯基-2-吡咯啶酮(NVP)5質量份、及羥乙基丙烯醯胺(HEAA)1質量份,並進行混合,而獲得單體之混合物。
於所獲得之混合物中,調配作為光聚合起始劑之2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名「IRGACURE651」,Ciba Japan公司製造)0.05質量份、及1-羥基環己基苯基酮(商品名「IRGACURE184」,Ciba Japan公司製造)0.05質量份,而獲得單體之混合物。
其後,對混合物照射紫外線使之聚合,直至黏度(BH黏度計,No.5轉子,10 rpm,測定溫度30℃)變為約20 Pa.s為止,調製單體之一部分產生聚合的單體之部分聚合物(漿狀)。
於所獲得之單體之部分聚合物100質量份中,調配作為多官能單體之二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名「KAYARAD DPHA-40H」,日本化藥公司製造)0.05質量份、及作為分散劑之商品名「Plysurf A212E」(第一工業製藥公司製造)1質量份,並進行混合,而獲得單體組合物。
使所獲得之單體組合物聚合而成之聚合物的玻璃轉移溫度(測定方法:熱重量測定)為-62.8℃。
(黏著劑原料之調製)
於所獲得之單體組合物中,調配作為水合金屬化合物之氫氧化鋁粉末(商品名「Higilite H-42」,昭和電工公司製造,形狀:破碎狀,平均粒徑(體積基準):1 μm)175質量份、及氫氧化鋁粉末(商品名「Higilite H-10」,昭和電工公司製造,形狀:破碎狀,平均粒徑(體積基準):55 μm)175質量份並混合,而調製黏著劑原料。
(熱傳導性黏著片材之製作)
將所獲得之黏著劑原料以乾燥及硬化後之厚度成為1000 μm之方式,塗佈於單面實施有剝離處理之基礎膜(聚對苯二甲酸乙二酯膜,商品名「DIAFOIL MRF38」,Mitsubishi Polyester Film公司製造)之剝離處理面(參照圖1(a))。
其次,以將黏著劑原料之塗膜夾持於覆蓋膜與基礎膜之間之方式,於黏著劑原料之塗膜之表面配置覆蓋膜(與基礎膜相同之膜)(參照圖1(b))。
繼而,對黏著劑原料自兩側(基礎膜側及覆蓋膜側)照射紫外線(照度約5 mW/cm2)3分鐘。
藉此,使黏著劑原料中之單體聚合,製作黏著劑層(參照圖1(c))。
繼而,將覆蓋膜自黏著劑層上剝離,使黏著劑層之表面露出(參照圖1(d))。於黏著劑層之表面,使用4軸貼合機貼合形成有貫通厚度方向之複數個貫通孔之基材(塑膠網狀物,商品名「NET ND20」,DAISEN公司製造,形狀:編結形狀,基重:6.6 g/m2,厚度:110 μm,孔徑(A):330 μm,線直徑:28 μm,孔數:縱23個/英吋、橫39個/英吋,比(貫通孔:表面之面積)為72:28),製作包含黏著劑層及基材之熱傳導性黏著片材(參照圖1(e))。
接著劑層之露出面(黏著面)之面積、與基材之表面(非黏著面)之 面積的比為72:28。
又,黏著劑層之露出面自貫通孔向厚度方向一側(表面)突出。熱傳導性黏著片材之厚度之最大部分(X1)為1000 μm,黏著劑層之厚度之最小部分(X2)為840 μm,黏著劑層之突出部分之厚度(X3)為50 μm。
實施例2
將基材(塑膠網狀物,商品名「NET ND20」,DAISEN公司製造)變更為基材(不織布,商品名「SP-14K」,大福製紙公司製造,厚度:42 μm,貫通孔數:800個/cm2,基重:14 g/m2,比(貫通孔:表面之面積)為8:92),除此以外,以與實施例1相同之方式製作熱傳導性黏著片材。
接著劑層之露出面(黏著面)之面積、與基材之表面(非黏著面)之面積的比為8:92。
又,黏著劑層之露出面自貫通孔向厚度方向一側突出。熱傳導性黏著片材之厚度之最大部分(X1)為1000 μm,黏著劑層之厚度之最小部分(X2)為938 μm,黏著劑層之突出部分之厚度(X3)為20 μm。
實施例3
將基材(塑膠網狀物,商品名「NET ND20」,DAISEN公司製造)變更為基材(不織布,商品名「SY原紙」,NIPPON PAPER PAPYLIA公司製造,厚度:76 μm,貫通孔數:2800個/cm2,基重:22.6 g/m2,比(貫通孔:表面之面積)為2:98),除此以外,以與實施例1相同之方式製作熱傳導性黏著片材。
接著劑層之露出面(黏著面)之面積、與基材之表面(非黏著面)之面積的比為2:98。
又,黏著劑層之露出面自貫通孔向厚度方向一側突出。熱傳導性黏著片材之厚度之最大部分(X1)為1000 μm,黏著劑層之厚度之最 小部分(X2)為914 μm,黏著劑層之突出部分之厚度(X3)為10 μm。
比較例1
不於黏著劑層上貼合基材(塑膠網狀物,商品名「NET ND20」,DAISEN公司製造),除此以外,以與實施例1相同之方式製作熱傳導性黏著片材。即,熱傳導性黏著片材包括黏著劑層。
.重貼性(再製性)
將各實施例及比較例中所製作之熱傳導性黏著片材切斷為寬度20 mm、長度150 mm而製成試樣。
於23℃、50%RH環境下,將該試樣之表面(形成有貫通孔之基材側面(各實施例)或黏著劑層之表面(比較例))貼附於鋁板(A1050)上,自基礎膜上使2 kg之輥往復1次,而將試樣壓附於鋁板上。
用手夾住熱傳導性黏著片材之一端,嘗試相對於鋁板向90度方向(厚度方向)提起而剝離。
將熱傳導性黏著片材可不斷裂地剝離之情況評價為○,將熱傳導性黏著片材斷裂而無法剝離之情況評價為×。將該結果示於表1。
.暫時貼附性(暫時固定評價)
將各實施例及比較例中所製作之熱傳導性黏著片材之基礎膜剝離,貼合厚度25 μm之PET(Polyethylene Terephthalate,聚對苯二甲酸 乙二酯)膜,將其切斷為寬度20 mm、長度150 mm而製成評價用樣品。
將評價用樣品之表面(形成有貫通孔之基材側面(各實施例)或黏著劑層之表面(比較例))於23℃、50%RH環境下貼附於鋁板(A1050)上,自PET膜上使2 kg之輥往復1次,而將熱傳導性黏著片材壓附於鋁板上。即,將熱傳導性黏著片材暫時固定於鋁板上。
於23℃下熟化30分鐘之後,使用萬能拉伸試驗機「TCM-1kNB」(Minebea公司製造),依據JIS Z 0237以剝離角度90度、拉伸速度(剝離速度)300 mm/min測定90度剝離接著力。
將接著力為0.3 N/20 mm以上40 N/20 mm以下之情況評價為○(可暫時貼附),將接著力為0.1 N/20 mm以上且未達0.3 N/20 mm之情況評價為△,將接著力未達0.1 N/20 mm之情況、或超過40 N/20 mm之情況評價為×(難以暫時貼附)。將該結果示於表1。
.固定性
以與暫時固定評價相同之方式,將評價用樣品之表面(形成有貫通孔之基材側面(各實施例)或黏著劑層之表面(比較例))於23℃、50%RH環境下貼附於鋁板(A1050)上,自PET膜上以1 MPa之壓力進行按壓,藉此將熱傳導性黏著片材固定於鋁板上。
用手夾住所固定之熱傳導性黏著片材之一端,嘗試相對於鋁板向90度方向(厚度方向)提起而剝離。
將熱傳導性黏著片材未能容易地剝離之情況評價為○,將熱傳導性黏著片材部分剝離之情況評價為△,將熱傳導性黏著片材容易地剝離之情況評價為×。將該結果示於表1。
.硬度
使用各實施例及比較例之熱傳導性黏著片材,依據JIS K 7312,於下述條件下實施試驗。
詳細而言,將熱傳導性黏著片材切斷為寬度20 mm、長度20 mm,將以厚度成為4 mm之方式積層而成者作為評價用樣品,利用ASKER C硬度計(高分子計器公司製造),於23℃、50%RH環境下,測定使ASKER C硬度計之加壓面密接之後30秒後之硬度(ASKER C硬度)。將該結果示於表1。
.熱導率、熱阻
熱導率及熱阻之測定係使用圖5所示之熱特性評價裝置而實施。
具體而言,於形成為1邊為20 mm之立方體的鋁製(A5052,熱導率:140 W/m.K)之一對塊體(有時亦稱為棒體(rod))L間,夾入各實施例及各比較例之熱傳導性黏著片材7(20 mm×20 mm,兩基礎膜經剝離者),利用熱傳導性黏著片材7將一對塊體L貼合。
繼而,以將一對塊體L上下放置之方式配置於發熱體(加熱器組件)H與散熱體(構成為冷卻水在內部循環之冷卻底板)C之間。具體而言,於上側之塊體L之上配置發熱體H,於下側之塊體L之下配置散熱體C。
此時,由熱傳導性黏著片材7貼合之一對塊體L係位於貫通發熱體H及散熱體C之一對壓力調整用螺釘T之間。再者,於壓力調整用螺釘T與發熱體H之間配置有荷重元R,其構成為可測定擰緊壓力調整用螺釘T時之壓力,使用該壓力作為施加於熱傳導性黏著片材7之壓力。
具體而言,於該試驗中,以施加於熱傳導性黏著片材7之壓力成為25 N/cm2(250 kPa)之方式擰緊壓力調整用螺釘T。
又,以自散熱體C側貫通下側之塊體L及熱傳導性黏著片材7之方式設置接觸式位移計的3根探針P(直徑1 mm)。此時,探針P之上端部形成為與上側之塊體L之下表面接觸之狀態,構成為可測定上下之塊體L間之間隔(熱傳導性黏著片材7之厚度)。
於發熱體H及上下之塊體L中安裝溫度感測器D。具體而言,於發 熱體H之1個部位安裝溫度感測器D,於各塊體L之5個部位沿上下方向以5 mm間隔分別安裝溫度感測器D。
測定時,首先擰緊壓力調整用螺釘T,對熱傳導性黏著片材7施加壓力,將發熱體H之溫度設定為80℃,並且於散熱體C中循環20℃之冷卻水。
繼而,當發熱體H及上下之塊體L之溫度穩定之後,利用各溫度感測器D測定上下之塊體L之溫度,根據上下之塊體L之熱導率(W/m.K)與溫度梯度算出通過熱傳導性黏著片材7之熱通量,並且算出上下之塊體L與熱傳導性黏著片材7之界面之溫度。然後,使用該等且使用下述熱導率方程式(傅立葉定律)算出壓力下之熱導率(W/m.K)及熱阻(cm2.K/W)。
Q=-λgradT R=L/λ
Q:每單位面積之熱流速
gradT:溫度梯度
L:片材之厚度
λ:熱導率
R:熱阻
再者,上述發明係作為本發明之例示之實施形態而提供,其僅為例示,不可作限定性之解釋。該技術領域之業者瞭解之本發明之變化例係包含於後述之申請專利範圍內。
[產業上之可利用性]
本發明之熱傳導性黏著片材可作為貼著於散熱體、發熱體等之黏著片材而使用。
1‧‧‧基礎膜
2‧‧‧黏著劑原料
3‧‧‧覆蓋膜
4‧‧‧黏著劑層
5‧‧‧基材
6‧‧‧露出面
7‧‧‧熱傳導性黏著片材
8‧‧‧貫通孔
9‧‧‧基材5之表面
10‧‧‧基材5之背面
X1‧‧‧熱傳導性黏著片材之厚度之最大部分
X2‧‧‧黏著劑層之厚度之最小部分
X3‧‧‧黏著劑層之突出部分之厚度

Claims (10)

  1. 一種熱傳導性黏著片材,其特徵在於包含:黏著劑層,其含有熱傳導性粒子;及基材,其積層於上述黏著劑層之厚度方向之一面,形成有貫通上述厚度方向之複數個貫通孔;且該熱傳導性黏著片材之熱導率為0.3 W/m.K以上。
  2. 如請求項1之熱傳導性黏著片材,其中上述基材之孔徑為100~10000 μm。
  3. 如請求項1之熱傳導性黏著片材,其中上述黏著劑層具有自上述貫通孔露出之露出面,上述露出面自上述貫通孔向上述厚度方向一側突出。
  4. 如請求項1之熱傳導性黏著片材,其中上述黏著劑層具有自上述貫通孔露出之露出面,上述露出面之面積、與上述基材之厚度方向之一面之面積的比為5:95~95:5。
  5. 如請求項1之熱傳導性黏著片材,其中上述基材之基重為20 g/m2以下。
  6. 如請求項1之熱傳導性黏著片材,其中上述黏著劑層為丙烯酸系黏著劑層。
  7. 如請求項1之熱傳導性黏著片材,其中將熱傳導性黏著片材之上述厚度方向之一面暫時固定於鋁板上後,相對於上述鋁板以剝離角度90度、剝離速度300 mm/min剝離時之剝離接著力為0.1 N/20 mm以上40 N/20 mm以下。
  8. 一種熱傳導性黏著片材之製造方法,其特徵在於:將含有熱傳導性粒子之黏著劑層、與形成有貫通厚度方向之複數個貫通孔 之基材於上述厚度方向上積層。
  9. 一種熱傳導性黏著片材之貼附方法,其特徵在於包含以下步驟:將熱傳導性黏著片材與第1被黏著體暫時固定;及按壓上述熱傳導性黏著片材,將上述熱傳導性黏著片材與上述第1被黏著體固定;上述熱傳導性黏著片材包含:黏著劑層,其含有熱傳導性粒子;及基材,其積層於上述黏著劑層之厚度方向之一面,形成有貫通上述厚度方向之複數個貫通孔;且上述熱傳導性黏著片材之熱導率為0.3 W/m.K以上。
  10. 一種貼著構造物,其特徵在於包含:第1被黏著體;貼附於上述第1被黏著體上之熱傳導性黏著片材;及經由上述熱傳導性黏著片材而貼附於上述第1被黏著體上之第2被黏著體;上述熱傳導性黏著片材包含:黏著劑層,其含有熱傳導性粒子;及基材,其積層於上述黏著劑層之厚度方向之一面,形成有貫通上述厚度方向之複數個貫通孔;且上述熱傳導性黏著片材之熱導率為0.3 W/m.K以上。
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