TW202141713A - 熱傳導片材、及熱傳導片材之製造方法、與散熱零件、及散熱零件之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種熱傳導片材,其具有:
熱傳導片材本體,其介置於電子零件與散熱體之間使用且含有熱傳導性填料;
黏著層,其與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置;
剝離膜,其與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置;及
可剝離之保護膜,其與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置。
Description
本發明係關於一種熱傳導片材、及熱傳導片材之製造方法、與散熱零件、及散熱零件之製造方法。
隨著電子機器之進一步高性能化,半導體元件等電子零件之高密度化、高安裝化不斷發展。隨之,為了將自構成電子機器之電子零件所產生之熱更高效率地散出,而提供一種熱傳導片材,其夾於各種熱源[例如,LSI(Large Scale Integration,大型積體電路)、CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、電晶體、LED(Light Emitting Diode,發光二極體)等各種器件]與散熱器(例如,散熱風扇、散熱板等)等散熱體之間來使用。
作為熱傳導片材,廣泛使用以如下方式形成之熱傳導片材,即,於高分子基質中調配無機填料等熱傳導性填充劑而獲得熱傳導樹脂組合物,使所獲得之熱傳導樹脂組合物成形後進行硬化,並將所得之硬化物切成片狀。
關於此種熱傳導片材,為了降低各種熱源與散熱體之間之熱阻而謀求一種厚度薄且熱傳導率高之熱傳導片材。又,對於熱傳導片材,有時根據附著於被黏著體等操作性之觀點、或處於貼附於被黏著體(例如散熱器)之狀態之貨品形態等,而要求熱傳導片材具有黏性(黏著性)。然而,於將熱傳導樹脂組合物之硬化物切片而製造熱傳導片材之方法之情形時,藉由切片所形成之熱傳導片材表面不具黏性。
因此,提出有如下技術:對改變聚矽氧A劑與B劑之比率來構成熱傳導樹脂組合物而獲得之熱傳導片材進行加壓、或將其夾於PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜進行放置,藉此,容易使無助於反應之成分滲出並使之附著於被黏著體(例如參照專利文獻1及2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利第5766335號公報
專利文獻2:日本專利第5752299號公報
[發明所欲解決之問題]
然而,所提出之技術之熱傳導片材存在如下問題:於增大聚矽氧之A劑比率之情形時,具有高柔軟性而容易附著於被黏著體,但厚度較薄時操作性會急遽地變差,例如熱傳導片材本體自剝離膜伸出或被撕破等。
又,若於熱傳導片材本體之兩面形成有黏著層,則存在熱阻降低之問題。
本發明之課題在於達成以下之目的。即,本發明之目的在於提供一種不依賴於熱傳導片材本體之柔軟性而操作性優異、且熱阻優異之熱傳導片材、及其製造方法、與使用上述熱傳導片材之散熱零件、及其製造方法。
[解決問題之技術手段]
解決問題之技術手段如下所述。即,
<1>一種熱傳導片材,其特徵在於具有:
熱傳導片材本體,其介置於電子零件與散熱體之間使用且含有用熱傳導性填料;
黏著層,其與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置;
剝離膜,其與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置;及
可剝離之保護膜,其與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置。
<2>如上述<1>記載之熱傳導片材,其中上述熱傳導片材本體與上述黏著層之附著性高於上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性。
<3>如上述<1>至<2>中任一項記載之熱傳導片材,其中上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性高於上述黏著層與上述剝離膜之附著性。
<4>如上述<1>至<3>中任一項記載之熱傳導片材,其中上述黏著層為丙烯酸系黏著層。
<5>如上述<1>至<4>中任一項記載之熱傳導片材,其中上述熱傳導片材本體含有黏合劑樹脂,且
上述黏合劑樹脂為聚矽氧樹脂之硬化物。
<6>如上述<1>至<5>中任一項記載之熱傳導片材,其中上述熱傳導性填料含有碳纖維及氮化硼之至少任一者。
<7>一種熱傳導片材之製造方法,其特徵在於包括:
熱傳導片材本體製作步驟,其製作介置於電子零件與散熱體之間使用且含有熱傳導性填料之熱傳導片材本體;
黏著層形成步驟,其以黏著層與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接之方式形成上述黏著層;
剝離膜配置步驟,其以剝離膜與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接之方式配置上述剝離膜;及
保護膜配置步驟,其以可剝離之保護膜與上述熱傳導片材本體之和第1面為相反側之第2面之整個面相接之方式配置上述保護膜。
<8>如上述<7>記載之熱傳導片材之製造方法,其中上述黏著層形成步驟係藉由將黏著劑組合物塗佈於上述熱傳導片材本體之上述第1面之整個面而實施。
<9>一種散熱零件,其特徵在於具有:
熱傳導片材本體,其介置於電子零件與散熱體之間使用且含有熱傳導性填料;
黏著層,其與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置;
可剝離之保護膜,其與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置;及
散熱體,其與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置。
<10>如上述<9>記載之散熱零件,其中上述散熱體為均熱片、散熱器、熱導板、及熱管中之任一者。
<11>一種散熱零件之製造方法,其特徵在於包括:
剝離步驟,其將如上述<1>至<6>中任一項記載之熱傳導片材之上述剝離膜自上述黏著層剝離;及
貼附步驟,其以上述黏著層與散熱體相接之方式將上述剝離膜已被剝離之上述熱傳導片材貼附於上述散熱體。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種不依賴於熱傳導片材本體之柔軟性而操作性優異、且熱阻優異之熱傳導片材、及其製造方法、與使用上述熱傳導片材之散熱零件、及其製造方法。
(熱傳導片材)
本發明之熱傳導片材具有熱傳導片材本體、黏著層、剝離膜、及保護膜,進而視需要還具有其他構件。
於上述熱傳導片材中,上述黏著層與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置。
於上述熱傳導片材中,上述剝離膜與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置。
於上述熱傳導片材中,上述第2剝離膜與上述第2黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置。
於上述熱傳導片材中,上述保護膜與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置。
於熱傳導片材中,存在熱傳導片材本體通常由2片剝離膜所夾之情形。
於該情形時,當熱傳導片材本體之柔軟性高時,難以將剝離膜自熱傳導片材本體剝離,操作性差。
因此,本發明者等人對於在熱傳導片材本體之兩面設置黏著層與剝離膜進行了研究。然而,此時熱阻降低。
因此,本發明者等人進一步反覆研究,結果發現,僅於熱傳導片材本體之單面形成黏著層,於上述黏著層貼附剝離膜,另一方面,於熱傳導片材本體之另一面配置保護膜,藉此可兼具操作性與熱阻,從而完成了本發明。
<熱傳導片材本體>
上述熱傳導片材本體含有熱傳導性填料,進而視需要含有黏合劑樹脂等其他成分。
上述熱傳導片材本體介置於電子零件與散熱體之間使用。
上述熱傳導片材本體之平面形狀並無特別限制,可根據目的適當選擇,可為四邊形,亦可為圓形。
上述熱傳導片材本體可具有黏著性,亦可不具有黏著性。
<<熱傳導性填料>>
上述熱傳導性填料並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉碳材料、上述碳材料以外之無機物填料等。
<<<碳材料>>>
上述碳材料並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉粒子狀碳材料、纖維狀碳材料(碳纖維)等。
-粒子狀碳材料-
作為上述粒子狀碳材料,例如可例舉:人造石墨、鱗片狀石墨、薄片化石墨、天然石墨、酸處理石墨、可膨脹石墨、膨脹石墨等石墨;碳黑等。
上述膨脹石墨例如可藉由如下方式獲得,即,將鱗片狀石墨等石墨利用硫酸等進行化學處理而獲得可膨脹石墨,對該可膨脹石墨進行熱處理使之膨脹後,進行微細化。
作為上述膨脹石墨,可使用市售品,例如可例舉Ito Graphite公司製造之EC1500、EC1000、EC500、EC300、EC100、EC50(均為商品名)等。
上述粒子狀碳材料之縱橫比(平均長徑/平均短徑)並無特別限制,較佳為1以上10以下,更佳為超過1且5以下。再者,本發明中之「粒子狀碳材料之縱橫比」可藉由如下方式求出:對於使用SEM(掃描式電子顯微鏡)觀察到之任意50個粒子狀碳材料測定最大直徑(長徑)、及與最大直徑正交之方向上之粒徑(短徑),並算出長徑與短徑之比(長徑/短徑)之平均值。
作為上述粒子狀碳材料之平均粒徑,較佳為以體積平均粒徑計為50 μm以上,更佳為150 μm以上,並且,較佳為300 μm以下,更佳為200 μm以下。
若上述粒子狀碳材料之平均粒徑為50 μm以上,則於熱傳導片材本體中可更優地形成粒子狀碳材料之導熱通道,因此,可進一步提高熱傳導片材本體之熱傳導性。若上述粒子狀碳材料之平均粒徑為300 μm以下,則可確保熱傳導片材本體之良好之柔軟性。
-纖維狀碳材料(碳纖維)-
上述纖維狀碳材料(碳纖維)並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可使用將瀝青系碳纖維、PAN(Polyacrylonitrile,聚丙烯腈)系碳纖維、PBO(Poly-p-phenylene benzobisoxazole,聚對伸苯基苯并二㗁唑)纖維石墨化而得之碳纖維、利用電弧放電法、雷射蒸發法、CVD法(化學氣相沈積法)、CCVD法(觸媒化學氣相沈積法)等所合成之碳纖維。該等之中,就熱傳導性之方面而言,尤佳為將PBO纖維石墨化而得之碳纖維、瀝青系碳纖維。
上述碳纖維亦可為於碳纖維本體表面之至少一部分具有皮膜的絕緣被覆碳纖維。
--絕緣被覆碳纖維--
上述絕緣被覆碳纖維至少含有碳纖維本體、及位於上述碳纖維本體表面之至少一部分之皮膜,進而視需要含有其他成分。
上述皮膜包含聚合性材料之硬化物。
必要時,為了提高與上述皮膜之密接性,可對上述碳纖維本體之一部分或全部進行表面處理再使用。
作為上述表面處理,例如可例舉:氧化處理、氮化處理、硝化、磺化、或者於藉由該等處理而導入至表面之官能基或碳纖維本體之表面上附著或結合金屬、金屬化合物、有機化合物等之處理等。
作為上述官能基,例如可例舉:羥基、羧基、羰基、硝基、胺基等。
---聚合性材料之硬化物---
上述聚合性材料之硬化物係使聚合性材料硬化而獲得。換言之,上述硬化物亦為上述聚合性材料之聚合物。
作為上述聚合性材料,只要為具有聚合性之有機材料即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉具有聚合性之有機化合物、具有聚合性之樹脂等。
作為上述聚合性材料所發生之聚合,例如可例舉自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合等。該等之中,就可應用之聚合性材料、聚合起始劑、及溶劑之種類繁多,而可獲得多種硬化物之方面而言,較佳為自由基聚合。
即,上述聚合性材料較佳為自由基聚合性材料。
----自由基聚合性材料----
作為上述自由基聚合性材料,只要為利用能量進行自由基聚合之材料即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉具有自由基聚合性雙鍵之化合物等。
作為上述自由基聚合性雙鍵,例如可例舉乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基等。
作為具有上述自由基聚合性雙鍵之化合物中之上述自由基聚合性雙鍵之個數,就包括耐熱性、及耐溶劑性在內之皮膜強度之方面而言,較佳為2個以上。即,具有上述自由基聚合性雙鍵之化合物較佳為含有具有2個以上自由基聚合性雙鍵之化合物至少一種以上。
作為具有2個以上之上述自由基聚合性雙鍵之化合物,例如可例舉:二乙烯基苯、具有2個以上(甲基)丙烯醯基之化合物等。
作為上述具有2個以上(甲基)丙烯醯基之化合物,例如可例舉:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙氧化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯等。
再者,本說明書中之(甲基)丙烯醯基係丙烯醯基、及甲基丙烯醯基之總稱,(甲基)丙烯酸酯係丙烯酸酯、及甲基丙烯酸酯之總稱。
上述自由基聚合性材料可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
上述自由基聚合性材料之分子量並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為50以上500以下。
上述硬化物及上述皮膜中之源自上述聚合性材料之結構單元之含量並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為50質量%以上,更佳為90質量%以上。
上述絕緣被覆碳纖維中之上述皮膜之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,就實現高絕緣性之方面而言,較佳為50 nm以上,更佳為100 nm以上,尤佳為200 nm以上。上述平均厚度之上限值並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如較佳為1,000 nm以下,更佳為500 nm以下。
上述平均厚度例如可藉由穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察來求出。
上述熱傳導片材本體中,上述絕緣被覆碳纖維可於其長度方向之端部不存在上述皮膜。尤其是上述熱傳導片材本體亦有時切成塊狀之成型體來製作,因此,於上述熱傳導片材本體之表面,上述絕緣被覆碳纖維亦可於其長度方向之端部不存在上述皮膜。
上述絕緣被覆碳纖維之製造方法並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉下述絕緣被覆碳纖維製作處理等。
上述碳纖維之平均纖維長度(平均長軸長度)並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為50 μm以上250 μm以下,更佳為75 μm以上200 μm以下,尤佳為90 μm以上170 μm以下。
上述碳纖維之平均纖維直徑(平均短軸長度)並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為4 μm以上20 μm以下,更佳為5 μm以上14 μm以下。
上述碳纖維之縱橫比(平均長軸長度/平均短軸長度)並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為8以上,更佳為9以上30以下。若上述縱橫比未達8,則碳纖維之纖維長度(長軸長度)較短,故存在熱傳導率降低之情形。
此處,上述碳纖維之平均長軸長度、及平均短軸長度例如可藉由顯微鏡、掃描式電子顯微鏡(SEM)等進行測定。
上述熱傳導片材本體中之上述碳纖維之含量並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為10體積%以上40體積%以下,更佳為12體積%以上38體積%以下,尤佳為15體積%以上30體積%以下。
<<<無機物填料>>>
上述無機物填料之材質並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉:氮化鋁(aluminum nitride:AlN)、二氧化矽、氧化鋁(alumina)、氮化硼、二氧化鈦、玻璃、氧化鋅、碳化矽、矽(聚矽氧)、氧化矽、氧化鋁、金屬粒子等。該等之中,較佳為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氧化鋅、二氧化矽,就熱傳導率之方面而言,尤佳為氧化鋁、氮化鋁、氧化鋅。
於本發明中,亦可將2種以上之無機物填料組合而作為上述無機物填料。
於僅使用上述無機物填料作為上述熱傳導片材本體中之上述熱傳導性填料之情形時,作為上述無機物填料,較佳為使用將2種以上之無機物填料組合者,更佳為至少包含氮化硼。
上述無機物填料之形狀並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉球狀、橢圓球狀、塊狀、粒狀、扁平狀、針狀、鱗片狀、凝集狀(凝集塊狀)等。
於本發明中,亦可將具有不同形狀之複數種無機物填料組合,而作為上述無機物填料。
於包含氮化硼作為上述無機物填料之情形時,作為上述氮化硼之形狀,就配向性之觀點而言,較佳為針狀、鱗片狀,尤佳為鱗片狀。
於包含上述氮化硼以外之無機物填料作為上述無機物填料之情形時,作為上述氮化硼以外之無機物填料之形狀,就填充性之觀點而言,較佳為球狀、橢圓形狀,尤佳為球狀。
再者,於本說明書中,上述無機物填料不同於上述碳材料。
於僅使用上述無機物填料作為上述熱傳導片材本體中之上述熱傳導性填料之情形時,作為上述無機物填料,較佳為使用將具有不同形狀之複數種無機物填料組合而成者。
亦可對上述無機物填料實施表面處理。例如,若利用偶合劑對上述無機物填料進行處理作為上述表面處理,則上述無機物填料之分散性提昇,熱傳導片材之柔軟性提高。
上述偶合劑並無特別限制,可根據目的進行選擇,例如可例舉矽烷偶合劑、鈦酸酯系偶合劑、鋁酸酯系偶合劑等。
於使用鱗片狀之無機物填料作為上述熱傳導片材本體中之上述熱傳導性填料之情形時,上述鱗片狀之無機物填料之縱橫比(平均長徑/平均短徑)並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可設為10以上100以下。
上述鱗片狀之無機物填料之平均長徑及平均短徑例如可藉由顯微鏡、掃描式電子顯微鏡(SEM)、粒度分佈計等進行測定。
作為上述平均長徑及平均短徑之測定方法,例如於使用結晶形狀為六方晶型之鱗片狀氮化硼作為鱗片狀之無機物填料之情形時,自利用SEM拍攝到之圖像中任意地選擇200個以上之氮化硼,求出各自之長徑a與短徑b之比(a/b)並算出平均值即可。
上述無機物填料之平均粒徑並無特別限制,可根據目的適當選擇。
於包含氧化鋁作為上述無機物填料之情形時,上述氧化鋁之平均粒徑較佳為1 μm以上10 μm以下,更佳為1 μm以上5 μm以下,尤佳為3 μm以上5 μm以下。
於包含氮化鋁作為上述無機物填料之情形時,上述氮化鋁之平均粒徑較佳為0.3 μm以上6.0 μm以下,更佳為0.3 μm以上2.0 μm以下,尤佳為0.5 μm以上1.5 μm以下。
於僅使用上述無機物填料作為上述熱傳導片材本體中之上述熱傳導性填料之情形時,作為上述無機物填料,較佳為使用將2種以上之無機物填料組合而成者,更佳為至少包含氮化硼。於該情形時,上述氮化硼之平均粒徑較佳為10 μm以上150 μm以下,更佳為20 μm以上100 μm以下。
上述無機物填料之平均粒徑例如可藉由粒度分佈計、掃描式電子顯微鏡(SEM)進行測定。
上述熱傳導片材本體中之上述無機物填料之含量並無特別限制,可根據目的適當選擇。
於將上述碳材料與上述無機物填料併用來作為上述熱傳導片材本體中之上述熱傳導性填料之情形時,作為上述無機物填料之含量,較佳為25體積%以上65體積%以下,更佳為30體積%以上60體積%以下,尤佳為35體積%以上55體積%以下。
於僅使用上述無機物填料作為上述熱傳導片材本體中之上述熱傳導性填料之情形時,作為上述無機物填料之含量,較佳為30體積%以上90體積%以下,更佳為40體積%以上80體積%以下,尤佳為45體積%以上75體積%以下。
上述熱傳導片材本體中之上述熱傳導性填料之含量並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為30體積%以上90體積%以下,更佳為40體積%以上80體積%以下,尤佳為45體積%以上75體積%以下。
<<黏合劑樹脂>>
上述黏合劑樹脂並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉熱硬化性聚合物等。
作為上述熱硬化性聚合物,例如可例舉:交聯橡膠、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、苯并環丁烯樹脂、酚樹脂、不飽和聚酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、聚矽氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚醯亞胺聚矽氧、熱硬化型聚苯醚、熱硬化型改性聚苯醚等。該等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述交聯橡膠,例如可例舉:天然橡膠、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、腈橡膠、氫化腈橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯丙烯橡膠、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氟橡膠、聚胺基甲酸酯橡膠、丙烯酸系橡膠、聚異丁烯橡膠、聚矽氧橡膠等。該等之中,就成形加工性、耐候性優異,並且對於電子零件之密接性及追隨性之方面而言,上述熱硬化性聚合物尤佳為聚矽氧樹脂。
該等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
上述聚矽氧樹脂並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為含有液狀聚矽氧凝膠之主劑與硬化劑。作為此種聚矽氧樹脂,例如可例舉加成反應型聚矽氧樹脂、將過氧化物用於硫化之熱硫化型可混煉型聚矽氧樹脂等。該等之中,由於要求與電子零件之發熱面之密接性,故尤佳為加成反應型聚矽氧樹脂。
作為上述加成反應型聚矽氧樹脂,較佳為以具有乙烯基之聚有機矽氧烷作為主劑、且以具有Si-H基之聚有機矽氧烷作為硬化劑之2液性加成反應型聚矽氧樹脂。
於上述液狀聚矽氧凝膠之主劑與硬化劑之組合中,上述主劑與上述硬化劑之調配比率並無特別限制,可根據目的適當選擇。
上述熱傳導片材本體中之上述黏合劑樹脂之含量並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為10體積%以上50體積%以下,更佳為15體積%以上40體積%以下,尤佳為30體積%以上40體積%以下。
<<其他成分>>
上述熱傳導片材本體所含有之上述其他成分並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉觸變性賦予劑、分散劑、硬化促進劑、延遲劑、微黏著賦予劑、塑化劑、阻燃劑、抗氧化劑、穩定劑、著色劑等。
上述熱傳導片材本體之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為0.05 mm以上5.00 mm以下,更佳為0.07 mm以上4.00 mm以下,尤佳為0.10 mm以上3.00 mm以下。
上述熱傳導片材之表面較佳為由自上述熱傳導片材滲出之滲出成分被覆,以追隨突出之上述碳纖維所形成之凸形狀。
將上述熱傳導片材之表面如上述般被覆之方法例如可藉由下述加壓處理進行。
<黏著層>
於上述熱傳導片材中,上述黏著層與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置。
上述黏著層係由黏著劑構成之層。
上述黏著層之材質並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉丙烯酸系、橡膠系、聚酯系、聚矽氧系等,上述黏著層較佳為丙烯酸系黏著層。
上述丙烯酸系黏著層為含有丙烯酸系聚合物之黏著層。
上述黏著層之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為0.5 μm以上30 μm以下,更佳為1 μm以上20 μm以下。
<剝離膜>
於上述熱傳導片材中,上述剝離膜與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置。
上述剝離膜為能夠自上述黏著層剝離之膜。
於上述熱傳導片材中,欲將上述剝離膜自上述黏著層剝離時,上述黏著層未自上述熱傳導片材本體剝離,上述黏著層會殘存於上述熱傳導片材本體側。
上述剝離膜較佳為與上述黏著層之整個面相接。於該情形時,上述剝離膜之面積大於上述黏著層之面積,上述剝離膜中之與上述黏著層相接一側之面之一部分亦可於上述黏著層及上述熱傳導片材本體之周圍露出。
作為上述剝離膜之層構造,例如可例舉剝離性積層膜等,其具有剝離膜用基材、及設置於上述剝離膜用基材之單面之剝離層。
上述剝離性積層膜中之上述剝離膜用基材並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉紙類、高分子膜等。
作為上述高分子膜,例如可例舉聚乙烯膜或聚丙烯膜等聚烯烴膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜等低極性基材等。該等之中,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯膜。
作為構成上述剝離層之剝離劑,例如可使用通用之加成型或縮合型之聚矽氧系剝離劑、或含長鏈烷基之化合物。尤其是使用反應性高之加成型聚矽氧系剝離劑較佳。
上述聚矽氧系剝離劑可使用市售品,例如可例舉Dow Corning Toray Silicone股份有限公司製造之BY24-4527、SD-7220等、或信越化學工業(股)製造之KS-3600、KS-774、X62-2600等。又,聚矽氧系剝離劑中較佳為含有具有SiO2
單元與(CH3
)3
SiO1/2
單元或CH2
=CH(CH3
)SiO1/2
單元之有機矽化合物、即聚矽氧樹脂。
上述聚矽氧樹脂可使用市售品,例如可例舉Dow Corning Toray Silicone股份有限公司製造之BY24-843、SD-7292、SHR-1404等、或信越化學工業(股)製造之KS-3800、X92-183等。
上述剝離膜之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為1 μm以上300 μm以下。又,就上述剝離膜之操作性之觀點而言,較佳為5 μm以上。又,就保持熱傳導片材之觀點而言,較佳為25 μm以上150 μm以下。
上述剝離膜之平均厚度例如可考慮上述剝離膜與上述保護膜之平衡性來適當選擇。
<保護膜>
於本發明之熱傳導片材中,上述保護膜與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置。
上述保護膜能夠自上述熱傳導片材剝離。
上述保護膜可具有黏著性,亦可不具有黏著性。
例如於上述熱傳導片材本體具有黏著性之情形時,上述保護膜宜不具有黏著性。另一方面,於上述熱傳導片材本體不具有黏著性之情形時,上述保護膜具有黏著性。
上述保護膜較佳為與上述熱傳導片材本體之整個面相接。於該情形時,上述保護膜之面積大於上述熱傳導片材本體之面積,上述保護膜中之與上述熱傳導片材本體相接一側之面之一部分亦可於上述熱傳導片材本體之周圍露出。
於上述熱傳導片材本體具有黏著性之情形時,作為上述保護膜之材質、構造,例如可例舉上述剝離膜中所說明之材質、構造等。
於上述熱傳導片材本體不具有黏著性之情形時,上述保護膜為單面具有黏著性之膜。
作為上述具有黏著性之膜,例如具有基材與黏著層。
上述基材並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如較佳為聚對苯二甲酸乙二酯膜。
上述黏著層之材質並無特別限制,可根據目的適當選擇。
於本發明之熱傳導片材中,較佳為上述熱傳導片材本體與上述黏著層之附著性高於上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性。藉此,將上述保護膜自上述熱傳導片材本體剝離時,可防止上述熱傳導片材本體與上述黏著層發生剝離。
於本發明之熱傳導片材中,較佳為上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性高於上述黏著層與上述剝離膜之附著性。藉此,將上述剝離膜自上述黏著層剝離時,可不剝離上述保護膜而選擇性地剝離上述剝離膜。
上述保護膜之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為1 μm以上300 μm以下。又,就上述保護膜之操作性之觀點而言,較佳為5 μm以上。又,就保持熱傳導片材之觀點而言,較佳為25 μm以上150 μm以下。
上述保護膜之平均厚度例如可考慮上述剝離膜與上述保護膜之平衡性來適當選擇。
<電子零件>
上述電子零件並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉:CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、MPU(Micro Processing Unit,微處理單元)、GPU(Graphics Processing Unit,圖形處理單元)等。
<散熱體>
上述散熱體只要為散出電子零件所產生之熱之構件即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉均熱片、散熱器、散熱器、熱導板、熱管等。
上述均熱片為用以將上述電子零件之熱有效率地傳遞至其他零件之構件。上述均熱片之材質並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉銅、鋁等。上述均熱片並無特別限制,可根據目的適當選擇,通常為平板形狀。
上述散熱器係用以將上述電子零件之熱釋出至空氣中之構件。上述散熱器之材質並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉銅、鋁等。上述散熱器例如具有複數個散熱片。上述散熱器例如具有基座部、及以朝與上述基座部之一面並不平行之方向(例如正交之方向)延伸之方式設置的複數個散熱片。
上述均熱片、及上述散熱器通常為內部不含空間之實心構造。
上述熱導板為中空構造體。於上述中空構造體之內部空間中封入有揮發性液體。作為上述熱導板,例如可例舉將上述均熱片製成中空構造者、將上述散熱器製成中空構造之類之板狀中空構造體等。
上述熱管為圓筒狀、大致圓筒狀、或扁平筒狀之中空構造體。於上述中空構造體之內部空間封入有揮發性液體。
此處,用圖說明本發明之熱傳導片材之一例。
圖1係熱傳導片材之一例之剖面概略圖。
圖1之熱傳導片材100具有熱傳導片材本體1、黏著層2、剝離膜3、及保護膜4。
黏著層2與熱傳導片材本體1之第1面1a之整個面相接配置。
剝離膜3與黏著層2之和熱傳導片材本體1側之面為相反側之整個面相接配置。
保護膜4與熱傳導片材本體1之和第1面為相反側之第2面1b之整個面相接配置。
(熱傳導片材之製造方法)
本發明之熱傳導片材之製造方法包括:熱傳導片材本體製作步驟、黏著層形成步驟、剝離膜配置步驟、及保護膜配置步驟,進而視需要包括其他步驟。
再者,各步驟之順序只要不妨礙製造,則不限於上述記載之順序。
本發明之熱傳導片材之製造方法為製造本發明之上述熱傳導片材之方法之一例。
<熱傳導片材本體製作步驟>
上述熱傳導片材本體製作步驟係製作本發明之上述熱傳導片材中之上述熱傳導片材本體的步驟之一例。
上述熱傳導片材本體製作步驟例如至少包含成型體製作處理、及成型體片材製作處理,較佳為包含絕緣被覆碳纖維製作處理、及表面被覆處理,進而視需要包含其他處理。再者,以下之記載中,於使用針狀、鱗片狀之無機物填料代替碳纖維時,適宜將碳纖維改稱為無機物填料。又,只要無機物填料為絕緣性即可,並無需形成絕緣被覆。
<<成型體製作處理>>
作為上述成型體製作處理,只要為將含有黏合劑樹脂與熱傳導性填料之熱傳導性樹脂組合物成型為特定之形狀並使之硬化,藉此獲得上述熱傳導性樹脂組合物之成型體的處理即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
上述熱傳導性樹脂組合物至少含有黏合劑樹脂與熱傳導性填料,進而視需要含有其他成分。
作為上述黏合劑樹脂,可例舉上述熱傳導片材中關於上述熱傳導片材本體之說明所例示之上述黏合劑樹脂。
作為上述熱傳導性填料,可例舉上述熱傳導片材中關於上述熱傳導片材本體之說明所例示之上述熱傳導性填料。
上述成型體製作處理中,將上述熱傳導性樹脂組合物成型為特定形狀之方法並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉擠出成型法、模具成型法等。
於上述熱傳導片材本體含有碳纖維之情形時,就能夠使上述碳纖維於所獲得之上述熱傳導片材本體中無規地配向之方面而言,上述成型體製作處理較佳為藉由在中空狀之模具內填充上述熱傳導性樹脂組合物,使上述熱傳導性樹脂組合物熱硬化而實施。
藉由使上述碳纖維於所獲得之上述熱傳導片材本體中無規地配向,而增加上述碳纖維彼此之交絡,因此,相較於上述碳纖維於固定方向上配向之情形,上述熱傳導片材本體之熱傳導率增大。又,於上述熱傳導片材本體進而含有上述無機物填料之情形時,藉由使上述碳纖維無規地配向,除增加上述碳纖維彼此之交絡以外,上述碳纖維與上述無機物填料之接點亦增加,因此,相較於上述碳纖維於固定方向上配向之情形,上述熱傳導片材本體之熱傳導率進一步增大。
上述擠出成型法、及上述模具成型法並無特別限制,可根據上述熱傳導性樹脂組合物之黏度、或對所獲得之熱傳導片材本體要求之特性等,自公知之各種擠出成型法、及模具成型法之中適當選取採用。
上述擠出成型法中將上述熱傳導性樹脂組合物自模頭擠出時,或者上述模具成型法中將上述熱傳導性樹脂組合物壓入至模具時,例如使上述黏合劑樹脂流動,並使一部分之上述碳纖維沿其流動方向配向,但大部分碳纖維會無規配向。
再者,於模頭之前端設置有狹縫之情形時,相對於所擠出之成型體塊之寬度方向位於中央之中央部,碳纖維有易於配向之傾向。另一方面,相對於成型體塊之寬度方向位於周邊之周邊部,受狹縫壁之影響,碳纖維容易於該周邊部無規地配向。
成型體(塊狀之成型體)之大小及形狀可根據所要求之熱傳導片材本體之大小來決定。例如,可例舉剖面之縱向大小為0.5cm以上15cm以下,橫向大小為0.5cm以上15cm以下之長方體。長方體之長度視需要決定即可。
上述成型體製作處理中之上述熱傳導性樹脂組合物之硬化較佳為熱硬化。
上述熱硬化時之硬化溫度並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如於上述黏合劑樹脂含有液狀聚矽氧凝膠之主劑與硬化劑之情形時,較佳為60℃以上120℃以下。
上述熱硬化時之硬化時間並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉0.5小時以上10小時以下等。
<<成型體片材製作處理>>
作為上述成型體片材製作處理,只要為將上述成型體切成片狀而獲得成型體片材之處理即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可藉由切片裝置進行。
於上述成型體片材製作處理中,將上述成型體切成片狀而獲得成型體片材。於所獲得之上述成型體片材之表面,例如有上述碳纖維之突出。認為其原因在於,將上述成型體藉由切片裝置等切成片狀時,基於上述黏合劑樹脂之硬化成分與上述碳纖維之硬度差,上述黏合劑樹脂之硬化成分被切片裝置等切斷構件拉伸而伸長,於上述成型體片材表面,上述黏合劑樹脂之硬化成分被自上述碳纖維表面去除。
上述切片裝置並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉超音波切割器、刨等。作為上述成型體之切斷方向,於成型方法為擠出成型法之情形時,亦有在擠出方向上配向者,故相對於擠出方向,較佳為60度以上120度以下,更佳為70度以上100度以下,尤佳為90度(垂直)。
上述成型體片材之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為0.06 mm以上5.01 mm以下,更佳為0.08 mm以上4.01 mm以下,尤佳為0.11 mm以上3.01 mm以下。
<<表面被覆處理>>
作為上述表面被覆處理,只要為藉由自上述成型體片材滲出之滲出成分被覆上述成型體片材之表面以追隨突出之上述碳纖維所形成之凸形狀的處理即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉加壓處理、成型體片材放置處理等。
此處,「滲出成分」係指雖包含於上述熱傳導性樹脂組合物中,但其係對硬化不起到助益之成分,且為非硬化性成分、及黏合劑樹脂中之未硬化成分等。
<<<加壓處理>>>
作為上述加壓處理,只要為對上述成型體片材進行加壓,藉由自上述成型體片材滲出之滲出成分被覆上述成型體片材之表面以追隨突出之上述碳纖維所形成之凸形狀的處理即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
上述加壓例如可使用包含壓盤與表面平坦之壓頭的一對加壓裝置進行。又,亦可使用夾送輥進行。
上述加壓時之壓力並無特別限制,可根據目的適當選擇,當壓力過低時,有熱阻與未加壓時相比未產生變化之傾向,當壓力過高時,有片材延伸之傾向,因此,較佳為0.1 MPa以上100 MPa以下,更佳為0.5 MPa以上95 MPa以下。
上述加壓時間並無特別限制,可根據黏合劑樹脂之成分、加壓壓力、片材面積、滲出成分之滲出量等來適當選擇。
於上述加壓處理中,為了使滲出成分滲出而進一步促進被覆上述成型體片材表面之效果,亦可使用內置有加熱器之壓頭,一面加熱一面進行加壓處理。為了提高此種效果,較佳為以加熱溫度為黏合劑樹脂之玻璃轉移溫度以上的溫度來進行。藉此,可縮短加壓時間。
於上述加壓處理中,藉由對上述成型體片材進行加壓,使滲出成分自上述成型體片材滲出,利用上述滲出成分被覆表面。因此,所獲得之熱傳導片材本體對於電子零件表面之追隨性、密接性提高,可降低熱阻。又,當利用上述滲出成分之被覆之厚度為反映出熱傳導片材本體表面之碳纖維形狀的程度時,可避免熱阻之升高。
再者,成型體片材因被加壓而於厚度方向上壓縮,可使熱傳導性填料彼此之接觸頻度增加。藉此,能夠降低熱傳導片材本體之熱阻。
上述加壓處理較佳為使用用以將上述成型體片材壓縮至特定厚度之間隔物來進行。即,熱傳導片材本體例如藉由在與壓頭相對之載置面配置間隔物來對成型體片材進行加壓,可形成為與間隔物高度對應之特定之片材厚度。
<<<成型體片材放置處理>>>
作為上述成型體片材放置處理,只要為放置上述成型體片材,藉由自上述成型體片材滲出之滲出成分被覆上述成型體片材表面的處理即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
藉由自成型體片材滲出之黏合劑樹脂之滲出成分來被覆成型體片材之表面及自成型體片材表面露出之上述碳纖維的處理亦可為上述成型體片材放置處理,以代替上述加壓處理。於該情形時,與加壓處理同樣地,所獲得之熱傳導片材本體對於電子零件表面之追隨性、密接性提高,可降低熱阻。又,利用上述滲出成分之被覆之厚度為反映出熱傳導片材本體表面之碳纖維形狀的程度時,可避免熱阻之升高。
上述放置時間並無特別限制,可根據目的適當選擇。
<<絕緣被覆碳纖維製作處理>>
上述絕緣被覆碳纖維製作處理例如為如下處理:對上述聚合性材料、上述碳纖維本體、上述聚合起始劑及溶劑之混合物賦予能量而使聚合起始劑活化,藉此,於碳纖維本體表面之至少一部分形成包含聚合性材料之硬化物之皮膜,而獲得上述絕緣被覆碳纖維。
對上述混合物賦予能量時,較佳為對上述混合物進行攪拌。
藉由對上述混合物賦予上述能量而使上述聚合起始劑活化,可於不會引起碳纖維本體彼此凝集之情況下在碳纖維本體上形成具有所需厚度之絕緣性皮膜。並且,所獲得之絕緣被覆碳纖維可形成絕緣性較先前之皮膜更優異之皮膜,結果高熱傳導性得以維持,並且絕緣性大幅提昇。
<<<聚合起始劑>>>
上述聚合起始劑只要藉由賦予上述能量可產生活性種,從而可使上述聚合性材料聚合即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
於上述聚合性材料為自由基聚合性材料之情形時,作為上述聚合起始劑,例如可例舉:偶氮化合物、有機過氧化物等熱聚合起始劑;烷基苯酮型、醯基氧化膦型等紫外線聚合起始劑等。
作為上述能量,可例舉熱能、光能等。
即,於使用熱能作為上述能量時,例如藉由將上述混合物加熱至上述熱聚合起始劑之熱分解溫度以上而使上述熱聚合起始劑活化,進行上述聚合性材料之聚合。上述熱能例如可利用熱傳導之傳熱而賦予至上述混合物。
又,於使用光能作為上述能量時,例如藉由對上述混合物照射紫外線,而使上述紫外線聚合起始劑活化,進行上述聚合性材料之聚合。
<<<溶劑>>>
作為上述溶劑,可例舉有機溶劑、水等。
作為上述有機溶劑,例如可例舉:己烷、環己烷、二乙醚、聚醚(乙二醇二甲醚)、γ-丁內酯、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃、乙酸乙酯、二甲苯、甲苯、苯、二甲基亞碸、丙酮、甲基乙基酮、異丙醇、乙醇、甲醇等。
該等之中,於使用二乙烯基苯作為上述自由基聚合性材料之情形時,較佳為使用乙醇、或乙醇與異丙醇之混合物,於使用具有2個以上(甲基)丙烯醯基之化合物作為上述自由基聚合性材料之情形時,較佳為使用乙醇、或乙醇與甲苯之混合物。
<<<脫氣>>>
製作上述絕緣被覆碳纖維時,亦可對上述混合物進行脫氣。其原因在於促進上述碳纖維本體之表面濕潤性。上述脫氣之方法並無特別限定,例如可例舉使用減壓或超音波進行之方法等。
<<<惰性化>>>
製作上述絕緣被覆碳纖維時亦可進行惰性化。
上述惰性化係指使氧濃度降低之處理。
其原因在於防止下述聚合反應受到氧之阻礙。上述惰性化之方法並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉:一面攪拌上述混合物一面以起泡方式供給氮氣等惰性氣體之方法;利用減壓及氮氣沖洗而將容器內置換為氮氣之方法等。
<<<聚合反應>>>
製作上述絕緣被覆碳纖維時,例如一面攪拌上述混合物一面賦予能量,從而於上述碳纖維本體之至少一部分形成包含上述聚合性材料之硬化物之皮膜。
於上述能量為熱能之情形時,聚合時之上述混合物之溫度較佳為0℃以上200℃以下,更佳為25℃以上150℃以下,尤佳為50℃以上100℃以下。其原因在於:藉由使聚合時之上述混合物之溫度為0℃以上200℃以下,可確實地形成上述皮膜,可獲得具有高絕緣性之上述絕緣被覆碳纖維。
於上述絕緣被覆碳纖維製作處理中,較佳為在上述聚合反應後降溫(徐冷)至室溫。其原因在於:降低溶劑之溫度,而使微量地溶解於溶劑中之聚合物析出為上述皮膜。徐冷之方法並無特別限定,例如可例舉進行溫度管理之同時將反應容器浸漬於冷卻槽之方法。
於上述絕緣被覆碳纖維製作處理中,例如進行如下處理。聚合反應前,碳纖維本體或聚合性材料(單體)於攪拌下以分散、溶解之狀態存在於溶劑中。賦予能量後,單體於溶液中聚合,並聚合至達到溶劑中之析出臨界鏈長後,以碳纖維本體作為析出之契機(核),於其表面析出聚合物。此時,當發現所形成之聚合物呈整體狀態時,不溶於溶劑、或即便溶解亦為極少量。於該析出之聚合物中殘留聚合性基之情形時,期待單體進行反應,甚至進一步產生析出,而期待物理/化學性積層。其後藉由進行徐冷而使反應槽之溫度降低,並且溶劑中之溶解度降低,結果假定微量地溶解於溶劑中之聚合物亦對聚合物膜厚產生影響,藉由緩解該影響,可降低聚結之擔憂。並且,於上述絕緣被覆碳纖維製作處理中,與基於無規之相分離進行之包埋即乳液聚合相比,對碳纖維本體表面之選擇性高,能夠形成均一之皮膜。並且,所形成之絕緣皮膜具有高於先前之絕緣被覆之絕緣性。
上述聚合反應係使包含聚合物(硬化物)之絕緣皮膜析出至碳纖維本體的反應,且為與析出聚合相近之反應。但,該聚合反應並非係以靜電引力-吸附、或單體、起始劑成分之吸收、利用表面官能基之鍵結為主要原因之機制,就該方面而言,其不同於通常之析出聚合。
又,於上述絕緣被覆碳纖維製作處理中,上述徐冷後可使所獲得之絕緣被覆碳纖維沈澱。
藉由使所獲得之絕緣被覆碳纖維沈澱,容易進行與溶劑之分離。再者,沈澱可藉由在徐冷後將反應容器靜置一定時間而進行。
<黏著層形成步驟>
作為上述黏著層形成步驟,只要為以黏著層與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接之方式形成上述黏著層的步驟即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉將黏著劑組合物塗佈於熱傳導片材本體之第1面之整個面之方法等。
上述黏著層為本發明之熱傳導片材中之上述黏著層,上述黏著層形成步驟為形成本發明之熱傳導片材中之上述黏著層的步驟之一例。
上述黏著劑組合物只要為可形成黏著層之組合物即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉丙烯酸系黏著劑組合物。
上述黏著劑組合物例如含有黏著劑成分與溶劑,進而視需要含有其他成分。
<剝離膜配置步驟>
作為上述剝離膜配置步驟,只要為以剝離膜與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接之方式配置上述剝離膜的步驟即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
上述剝離膜為本發明之熱傳導片材中之上述剝離膜。
<保護膜配置步驟>
作為上述保護膜配置步驟,只要為以可剝離之保護膜與上述熱傳導片材本體之和第1面為相反側之第2面之整個面相接之方式配置上述保護膜的步驟即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
上述保護膜為本發明之熱傳導片材中之上述保護膜。
(散熱零件)
本發明之散熱零件具有熱傳導片材本體、黏著層、保護膜、及散熱體,進而視需要具有其他構件。
上述散熱零件中,上述黏著層與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置。
上述散熱零件中,上述保護膜與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置。
上述散熱零件中,上述散熱體與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置。
作為上述熱傳導片材本體,可例舉本發明之上述熱傳導片材中之上述熱傳導片材本體。
作為上述黏著層,可例舉本發明之上述熱傳導片材中之上述黏著層。
作為上述剝離膜,可例舉本發明之上述熱傳導片材中之上述剝離膜。
作為上述保護膜,可例舉本發明之上述熱傳導片材中之上述保護膜。
作為上述散熱體,可例舉本發明之上述熱傳導片材之說明中所例舉之上述散熱體。
上述散熱零件例如可藉由下述散熱零件之製造方法進行製造。
此處,用圖說明本發明之散熱零件之一例。
圖2係散熱零件之一例之剖面概略圖。
圖2之散熱零件200具有熱傳導片材本體1、黏著層2、保護膜4、及散熱體5。
黏著層2與熱傳導片材本體1之第1面之整個面相接配置。
保護膜4與熱傳導片材本體1之和第1面為相反側之第2面之整個面相接配置。
散熱體5與黏著層2之和熱傳導片材本體1側之面為相反側之面相接配置。散熱體5為具有中空構造之熱導板。於中空構造之內部空間封入有揮發性液體。再者,散熱體5不與熱傳導片材本體1直接相接。
(散熱零件之製造方法)
本發明之散熱零件之製造方法包含剝離步驟與貼附步驟,進而視需要包含其他步驟。
上述散熱零件之製造方法為本發明之上述散熱零件之製造方法之一例。
<剝離步驟>
作為上述剝離步驟,只要為將本發明之上述熱傳導片材之上述剝離膜自上述黏著層剝離之步驟即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
於本發明之上述熱傳導片材中,較佳為上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性高於上述黏著層與上述剝離膜之附著性。藉此,於將剝離膜自上述熱傳導片材剝離時,可不剝離上述保護膜而選擇性地剝離上述剝離膜。
例如,於將剝離膜或保護膜自上述熱傳導片材剝離時,將剝離膜與保護膜之哪一膜剝離在每次剝離時各不相同,於此情形時,有時會於貼附步驟中無法將黏著層貼附於散熱體。
與此相對,於本發明之散熱零件之製造方法中,於上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性高於上述黏著層與上述剝離膜之附著性之情形時,將上述剝離膜自上述熱傳導片材剝離時,可不剝離上述保護膜而選擇性地剝離上述剝離膜。因此,貼附步驟中,能夠將黏著層確實地貼附於散熱體。
<貼附步驟>
作為上述貼附步驟,只要為以上述黏著層與散熱體相接之方式將上述剝離膜已被剝離之上述熱傳導片材貼附於上述散熱體的步驟即可,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
此處,使用圖3A~圖3D對本發明之散熱零件之製造方法之一例進行說明。
首先,準備熱傳導片材100(圖3A)。此處之熱傳導片材100之構造與使用圖1所說明之熱傳導片材100相同。
其次,將剝離膜3自熱傳導片材100剝離(圖3B)。
其次,以黏著層2與散熱體5相接之方式將剝離膜3已被剝離之熱傳導片材貼附於散熱體5(圖3C、圖3D)。
基於以上步驟,獲得散熱零件。
實施例
以下,對本發明之具體之實施例進行說明。再者,本發明並不限定於該等實施例。
(實施例1)
向2液性加成反應型液狀聚矽氧樹脂中混合經矽烷偶合劑偶合處理之體積平均粒徑1 μm之氮化鋁粒子23體積%、體積平均粒徑5 μm之氧化鋁粒子20體積%、及作為纖維狀填料之平均纖維長度150 μm之瀝青系碳纖維22體積%,而製備聚矽氧組合物(熱傳導性樹脂組合物)。上述2液性加成反應型液狀聚矽氧樹脂係以聚有機矽氧烷作為主成分之樹脂,且以聚矽氧A劑與聚矽氧B劑之調配體積比(A劑:B劑)成為17.5 vol%:17.5 vol%之方式進行調配,該聚矽氧A劑以具有乙烯基之聚有機矽氧烷作為主成分,該聚矽氧B劑於具有乙烯基之聚有機矽氧烷中含有具有Si-H基之聚有機矽氧烷。再者,上述中,體積%相當於所獲得之熱傳導片材本體中之體積%。
將所獲得之聚矽氧組合物於中空四角柱狀之模具(50 mm×50 mm)中進行擠出成形,使50 mm×50 mm之聚矽氧成型體成型。再者,於模具之內壁,以剝離處理面成為內側之方式貼附有經剝離處理之膜(剝離聚對苯二甲酸乙二酯膜)。利用烘箱,將所獲得之聚矽氧成型體連同模具一併以100℃加熱6小時,藉此形成聚矽氧硬化物(熱傳導性成形體)。自模具取出聚矽氧硬化物,並將經剝離處理之膜自聚矽氧硬化物剝離。其次,將聚矽氧硬化物以平均厚度成為0.5 mm之方式利用切片機切成片狀。將經切片而獲得之成形體片材夾於剝離膜,以壓力0.5 MPa、溫度87℃、時間3分鐘之條件進行加壓,獲得熱傳導片材本體。
<黏著層之形成>
將加壓後之成形體片材(熱傳導片材本體)之一面(第1面)之剝離膜剝離。其後,於該面(第1面)之整個面噴霧塗佈丙烯酸系黏著液。其後,再次噴霧塗佈丙烯酸系黏著液(合計噴霧2次)。其次,於常溫大氣中,以1分鐘之條件進行乾燥,而於一面(第1面)之整個面形成有黏著層。
丙烯酸系黏著液使用的是購買之黏著液。
<剝離膜之貼附>
作為第1剝離膜,於市售之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚38 μm)塗佈聚矽氧系剝離劑而形成剝離層,將所得者切斷為50 mm×50 mm而使用。
於第1黏著層之整個面貼附第1剝離膜。
<保護膜之貼附>
作為保護膜,於市售之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚75 μm)塗佈丙烯酸系黏著劑而形成黏著層,將所得者切斷為50 mm×50 mm而使用。
將熱傳導片材本體之和形成有黏著層之第1面為相反側之第2面之剝離膜剝離。其後,以與熱傳導片材本體之第2面之整個面相接之方式貼附保護膜。
基於以上操作,獲得熱傳導片材。
<保護膜之黏著性>
利用以下之方法,測定所使用之保護膜之黏著性。
將上述附保護膜之熱傳導片材貼附於鋁板(JIS H4000 A5052P、Engineering Test Service股份有限公司製造),於25℃下放置24小時。其後,依據JIS Z0237,以剝離速度300 mm/min進行90°剝離試驗。其結果,熱傳導片材與保護膜之界面處之剝離強度(黏著性)為0.2 N/10 mm。
<熱傳導片材之黏著性>
利用以下之方法,測定所製作之熱傳導片材之黏著層之黏著性。
依據上述熱傳導片材之製作方法,製作熱傳導片材本體並形成黏著層。其後,將貼附於熱傳導片材本體之剝離膜剝離,將黏著層側貼附於鋁板(JIS H4000 A5052P、Engineering Test Service股份有限公司製造)。進而,於其上貼附聚矽氧/丙烯酸系之雙面黏著帶(日東電工製造,NO.5302A)、及PET膜,於25℃下放置24小時。其後,依據JIS Z0237,以剝離速度300 mm/min進行90°剝離試驗。其結果,鋁板與熱傳導片材之界面之剝離強度(黏著性)為0.4 N/10 mm。
(實施例2)
<熱傳導片材本體之製作>
將聚矽氧樹脂33體積%、結晶形狀為六方晶型之體積平均粒徑40 μm之鱗片狀氮化硼27體積%、體積平均粒徑1.2 μm之氮化鋁20體積%、體積平均粒徑1 μm之氧化鋁粒子19體積%、及矽烷偶合劑1體積%均勻地混合,藉此製備熱傳導片材形成用之樹脂組合物。藉由擠出成形法,將熱傳導片材形成用樹脂組合物流入至長方體狀之具有內部空間之模具(開口部:50 mm×50 mm)中,於60℃之烘箱中加熱4小時,而形成成形體塊。再者,於模具之內壁,以剝離處理面成為內側之方式貼附有經剝離處理之膜(剝離聚對苯二甲酸乙二酯膜)。將所獲得之成形體塊利用切片機切成0.15 mm厚之片狀,藉此,獲得鱗片狀氮化硼於片材之厚度方向上配向之熱傳導片材。將所獲得之熱傳導片材夾於經剝離處理之聚對苯二甲酸乙二酯膜之間,以90℃、0.5 MPa、3分鐘之條件進行加壓。其他條件設為與實施例2相同,獲得熱傳導片材。
(比較例1)
<熱傳導片材本體之製作>
以與實施例1中之熱傳導片材本體之製作相同之方式製作熱傳導片材本體。
<黏著層之形成>
以與實施例1中之黏著層之形成相同之方式形成黏著層。
<剝離膜之貼附>
以與實施例1中之剝離膜之貼附相同之方式貼附剝離膜。
<第2面側之黏著層之形成>
將熱傳導片材本體之和形成有黏著層之第1面為相反側之第2面之剝離膜剝離。其後,於該面(第2面)之整個面噴霧塗佈丙烯酸系黏著液。其後,再次噴霧塗佈丙烯酸系黏著液(合計噴霧2次)。其次,於常溫大氣中,以1分鐘之條件進行乾燥,而於一面(第2面)之整個面亦形成有黏著層。
<第2面側之保護膜之貼附>
作為保護膜,於市售之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚75 μm)塗佈丙烯酸系黏著劑,而形成黏著層,將所得者切斷為50 mm×50 mm而使用。
於第2面側之黏著層之整個面貼附保護膜。
基於以上操作,獲得比較例1之熱傳導片材。
將所獲得之熱傳導片材之層構成示於圖4。
比較例1之熱傳導片材101具有熱傳導片材本體1、黏著層2、剝離膜3、黏著層12、及保護膜13。
黏著層2與熱傳導片材本體1之第1面1a之整個面相接配置。
剝離膜3與黏著層2之和熱傳導片材本體1側之面為相反側之整個面相接配置。
黏著層12與熱傳導片材本體1之第2面1b之整個面相接配置。
保護膜13與黏著層12之和熱傳導片材本體1側之面為相反側之整個面相接配置。
黏著層2與黏著層12係由相同之材質構成,且厚度亦相同。因此,黏著層2之黏著性與黏著層12之黏著性相同。
<熱阻之測定>
為了確認對熱阻之影響,利用根據ASTM-D5470之方法以1 kg/cm2
之荷重,對考慮到黏著層而外形加工為20 mm之熱傳導片材之熱阻[℃・cm2
/W]進行測定。將結果示於表1。
再者,測定熱阻時,將剝離膜及保護膜剝離後再進行測定。
[表1]
實施例1及2中,由於黏著層僅存在於熱傳導片材本體之單側,故與黏著層位於熱傳導片材本體之兩側之比較例1相比,熱阻較小。
又,實施例1及2中,於必需黏著性之面設置有黏著層,進而於黏著層貼附有剝離膜,故與在具有黏性之熱傳導片材本體直接貼附剝離膜之情形相比,操作性優異。
[產業上之可利用性]
熱阻 [℃・cm²/W] | |
實施例1 | 0.30 |
實施例2 | 0.35 |
比較例1 | 0.40 |
本發明之熱傳導片材可較佳地用於製造散熱零件。
1:熱傳導片材本體
1a:第1面
1b:第2面
2:黏著層
3:剝離膜
4:保護膜
5:散熱體
12:黏著層
13:保護膜
100:熱傳導片材
101:熱傳導片材
200:散熱零件
圖1係熱傳導片材之一例之剖面概略圖。
圖2係散熱零件之一例之圖。
圖3A係用以說明散熱零件之製造方法之一例的圖(其一)。
圖3B係用以說明散熱零件之製造方法之一例的圖(其二)。
圖3C係用以說明散熱零件之製造方法之一例的圖(其三)。
圖3D係用以說明散熱零件之製造方法之一例的圖(其四)。
圖4係比較例1之熱傳導片材之剖面概略圖。
1:熱傳導片材本體
1a:第1面
1b:第2面
2:黏著層
3:剝離膜
4:保護膜
100:熱傳導片材
Claims (11)
- 一種熱傳導片材,其特徵在於具有: 熱傳導片材本體,其介置於電子零件與散熱體之間使用且含有熱傳導性填料; 黏著層,其與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置; 剝離膜,其與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置;及 可剝離之保護膜,其與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置。
- 如請求項1之熱傳導片材,其中上述熱傳導片材本體與上述黏著層之附著性高於上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性。
- 如請求項1或2之熱傳導片材,其中上述熱傳導片材本體與上述保護膜之附著性高於上述黏著層與上述剝離膜之附著性。
- 如請求項1至3中任一項之熱傳導片材,其中上述黏著層為丙烯酸系黏著層。
- 如請求項1至4中任一項之熱傳導片材,其中上述熱傳導片材本體含有黏合劑樹脂,且 上述黏合劑樹脂為聚矽氧樹脂之硬化物。
- 如請求項1至5中任一項之熱傳導片材,其中上述熱傳導性填料含有碳纖維及氮化硼之至少任一者。
- 一種熱傳導片材之製造方法,其特徵在於包括: 熱傳導片材本體製作步驟,其製作介置於電子零件與散熱體之間使用且含有熱傳導性填料之熱傳導片材本體; 黏著層形成步驟,其以黏著層與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接之方式形成上述黏著層; 剝離膜配置步驟,其以剝離膜與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接之方式配置上述剝離膜;及 保護膜配置步驟,其以可剝離之保護膜與上述熱傳導片材本體之和第1面為相反側之第2面之整個面相接之方式配置上述保護膜。
- 如請求項7之熱傳導片材之製造方法,其中上述黏著層形成步驟係藉由將黏著劑組合物塗佈於上述熱傳導片材本體之上述第1面之整個面而實施。
- 一種散熱零件,其特徵在於具有: 熱傳導片材本體,其介置於電子零件與散熱體之間使用且含有熱傳導性填料; 黏著層,其與上述熱傳導片材本體之第1面之整個面相接配置; 可剝離之保護膜,其與上述熱傳導片材本體之和上述第1面為相反側之第2面之整個面相接配置;及 散熱體,其與上述黏著層之和上述熱傳導片材本體側之面為相反側之面相接配置。
- 如請求項9之散熱零件,其中上述散熱體為均熱片、散熱器、熱導板、及熱管中之任一者。
- 一種散熱零件之製造方法,其特徵在於包括: 剝離步驟,其將如請求項1至6中任一項之熱傳導片材之上述剝離膜自上述黏著層剝離;及 貼附步驟,其以上述黏著層與散熱體相接之方式將上述剝離膜已被剝離之上述熱傳導片材貼附於上述散熱體。
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