TW202223063A - 導熱性片材及導熱性片材之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種相對介電常數低、導熱率高、比重小之導熱性片材。 本發明之導熱性片材1含有高分子基質2、各向異性填充材3及非各向異性填充劑4，各向異性填充材3於導熱性片材1之厚度方向B上配向，導熱性片材1之比重未達2.7，導熱性片材1之導熱率為7.0 W/m・K以上，導熱性片材1之相對介電常數為7.0以下。

Description

導熱性片材及導熱性片材之製造方法

本技術係關於一種導熱性片材及導熱性片材之製造方法。

隨著電子機器之高性能化，半導體元件之高密度化、高安裝化不斷發展。隨之，更有效率地散掉來自構成電子機器之電子零件之發熱尤為重要。例如，為了有效率地散熱，半導體裝置之電子零件經由導熱性片材安裝於散熱風扇、散熱板等散熱器。作為導熱性片材，例如廣泛使用使無機填料等填充劑包含(分散)於矽酮樹脂者。如該導熱性片材之散熱構件要求進一步提高導熱率。例如，以導熱性片材之高導熱性為目的，研究出提高調配於黏合劑樹脂等基質內之無機填料之填充率。但是，若提高無機填料之填充率，則損害導熱性片材之柔軟性，或產生落粉，因此提高無機填料之填充率存在極限。

作為無機填料，例如可例舉：氧化鋁、氮化鋁、氫氧化鋁等。又，亦存在以高導熱率為目的，將氮化硼、石墨等鱗片狀粒子、碳纖維等填充於基質內之情況。此為利用鱗片狀粒子等所具有之導熱率之各向異性者。例如，已知於碳纖維之情形時，於纖維方向上具有約600～1200 W/m・K之導熱率。又，已知於氮化硼之情形時，於面方向上具有約110 W/m・K左右之導熱率，於相對於面方向垂直之方向上具有約2 W/m・K左右之導熱率。如此，藉由使碳纖維之纖維方向或鱗片狀粒子之面方向與作為熱傳遞方向之片材之厚度方向相同，即藉由使碳纖維或鱗片狀粒子於片材之厚度方向上配向，可期待導熱率飛躍性地提高。

於專利文獻1中，記載有使碳纖維於厚度方向上配向之導熱性片材。但是，由於使碳纖維於厚度方向上配向之導熱性片材為導電性，因此於要求絕緣性之用途中，使用受到限制。又，為了提高導熱性片材之導熱性，通常使用相對介電常數較高之導熱性填料(例如導電性填料、氧化鋁、氮化鋁等)，因此若欲使導熱性片材高導熱化，則相對介電常數亦會變高。

於專利文獻2中，記載有基質樹脂中高度填充氮化鋁之導熱性片材。但是，若如專利文獻2中所記載之技術般，於基質樹脂中高度填充氮化鋁或氧化鋁之類的導熱性填料，則導致相對介電常數亦與導熱率一起變高，導致比重亦變大。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2012-001638號公報 [專利文獻2]日本專利6692512號公報

[發明所欲解決之問題]

本技術係鑒於此種先前之實情而提出者，提供一種相對介電常數低、導熱率高、比重小之導熱性片材及導熱性片材之製造方法。 [解決問題之技術手段]

本技術之導熱性片材含有高分子基質、各向異性填充材及非各向異性填充劑，各向異性填充材於該導熱性片材之厚度方向上配向，導熱性片材之比重未達2.7，導熱性片材之導熱率為7.0 W/m・K以上，導熱性片材之相對介電常數為7.0以下。

本技術之導熱性片材之製造方法具有：步驟A，其製備含有高分子基質、各向異性填充材及非各向異性填充劑之導熱性片材形成用樹脂組合物；步驟B，其由導熱性片材形成用樹脂組合物形成成形體塊；及步驟C，其將成形體塊切片為片狀而獲得導熱性片材；導熱性片材之各向異性填充材於導熱性片材之厚度方向上配向，導熱性片材之比重未達2.7，導熱性片材之導熱率為7.0 W/m・K以上，導熱性片材之相對介電常數為7.0以下。 [發明之效果]

根據本技術，可提供一種相對介電常數低、導熱率高、比重小之導熱性片材。

於本說明書中，所謂各向異性填充劑或非各向異性填充劑之平均粒徑(D50)，係指於將各向異性填充劑或非各向異性填充劑之整體粒徑分佈設為100%之情形時，從粒徑分佈之小粒徑側起求出粒徑值之累積曲線時，其累積值成為50%時之粒徑。再者，本說明書中之粒度分佈(粒徑分佈)係根據體積基準而求出者。作為粒度分佈之測定方法，例如可例舉使用雷射繞射型粒度分佈測定機之方法。

＜導熱性片材＞ 圖1係表示本技術之導熱性片材1之一例之剖視圖。導熱性片材1含有高分子基質2、各向異性填充材3及非各向異性填充材4。導熱性片材1之各向異性填充材3及非各向異性填充劑4分散於高分子基質2，各向異性填充材3於導熱性片材1之厚度方向B上配向。而且，導熱性片材1之相對介電常數低，導熱率高，比重小。所謂各向異性填充劑3於導熱性片材1之厚度方向B上配向，係指導熱性片材1中之所有各向異性填充劑3中之長軸於導熱性片材1之厚度方向B上配向的各向異性填充劑3之比率為50%以上。

導熱性片材1之相對介電常數為7.0以下。就提高絕緣性之觀點而言，導熱性片材1之相對介電常數越低越佳，例如厚度方向B之相對介電常數為7.0以下，可為6.5以下，可為6.0以下，可為5.5以下，可為5.4以下，亦可為5.2以下。導熱性片材1之相對介電常數可藉由下述實施例中所記載之方法進行測定。

又，導熱性片材1之導熱率為7.0 W/m・K以上。就高導熱化之觀點而言，導熱性片材1之導熱率越高越佳，例如厚度方向B之導熱率為7.0 W/m・K以上，可為7.1 W/m・K以上，可為8.0 W/m・K以上，可為8.9 W/m・K以上，可為10.0 W/m・K以上，亦可為11.0 W/m・K以上。導熱性片材1之導熱率可藉由下述實施例中所記載之方法進行測定。

進而，導熱性片材1之比重未達2.7。就電子零件之輕量化之觀點而言，導熱性片材1之比重越小越佳，可為2.6以下，可為2.5以下，可為2.4以下，亦可為2.3以下。導熱性片材1之比重可藉由下述實施例中所記載之方法進行測定。

如此，由於導熱性片材1之相對介電常數低、導熱率高、比重小，因此例如可於遮罩或天線領域中期待新的應用。例如，導熱性片材1適於高速無線通信機器等需要高頻特性之機器、或需要絕緣性之用途。

導熱性片材1之厚度並無特別限定，可根據目的適當選擇。例如，導熱性片材之厚度可設為0.05 mm以上，亦可設為0.1 mm以上。又，導熱性片材之厚度之上限值可設為5 mm以下，可為4 mm以下，亦可為3 mm以下。就導熱性片材1之操作性之觀點而言，導熱性片材1之厚度較佳為設為0.1～4 mm。導熱性片材1之厚度例如可於任意5個部位測定導熱性片材1之厚度B，根據其算術平均值而求出。

以下，對導熱性片材1之構成要素之具體例進行說明。

＜高分子基質＞ 高分子基質2為用於將各向異性填充劑3及非各向異性填充劑4保持於導熱性片材1內之黏合劑樹脂。高分子基質2根據導熱性片材1所要求之機械強度、耐熱性、電性等特性進行選擇。作為高分子基質2，可自熱塑性樹脂、熱塑性彈性體、熱硬化性樹脂中進行選擇。

作為熱塑性樹脂，可例舉：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等乙烯-α烯烴共聚物、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚偏二氟乙烯及聚四氟乙烯等氟系聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)樹脂、聚苯醚共聚物(PPE)樹脂、改性PPE樹脂、脂肪族聚醯胺類、芳香族聚醯胺類、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯等聚甲基丙烯酸酯類、聚丙烯酸類、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚碸、聚醚碸、聚醚腈、聚醚酮、聚酮、液晶聚合物、矽酮樹脂、離子聚合物等。

作為熱塑性彈性體，可例舉：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或其氫化物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物或其氫化物、苯乙烯系熱塑性彈性體、烯烴系熱塑性彈性體、氯乙烯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體等。

作為熱硬化性樹脂，可例舉：交聯橡膠、環氧樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂等。作為交聯橡膠之具體例，可例舉：天然橡膠、丙烯酸系橡膠、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、腈橡膠、氫化腈橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-丙烯共聚橡膠、氯化聚乙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氟橡膠、胺基甲酸酯橡膠、及矽酮橡膠。

作為高分子基質2，例如若考慮電子零件之發熱面與散熱器面之密接性，則較佳為矽酮樹脂。作為矽酮樹脂，例如可使用以具有烯基之矽酮為主成分，包含含有硬化觸媒之主劑、及具有氫矽烷基(Si-H基)之硬化劑之二液型加成反應型矽酮樹脂。作為具有烯基之矽酮，例如可使用具有乙烯基之聚有機矽氧烷。硬化觸媒為用於促進具有烯基之矽酮中之烯基、與具有氫矽烷基之硬化劑中之氫矽烷基之加成反應之觸媒。作為硬化觸媒，可例舉作為矽氫化反應中所使用之觸媒而周知之觸媒，例如可使用鉑族系硬化觸媒，例如鉑、銠、鈀等鉑族金屬單質或氯化鉑等。作為具有氫矽烷基之硬化劑，例如可使用具有氫矽烷基之聚有機矽氧烷。高分子基質2可單獨使用1種，亦可併用2種以上。

導熱性片材1中之高分子基質2之含量並無特別限定，可根據目的適當選擇。例如，導熱性片材1中之高分子基質2之含量可設為超過25體積%，可為30體積%以上，可為32體積%以上，亦可為36體積%以上。又，導熱性片材1中之高分子基質2之含量之上限值可設為70體積%以下，可為60體積%以下，可為50體積%以下，亦可為40體積%以下。就導熱性片材1之相對介電常數、導熱率、比重之觀點而言，導熱性片材1中之高分子基質2之含量較佳為設為25～60體積%，更佳為26～40體積%，進而較佳為32～36體積%。

＜各向異性填充劑＞ 各向異性填充劑3為形狀具有各向異性之導熱性填料。作為各向異性填充劑3，可例舉具有長軸、短軸及厚度之導熱性填料，例如鱗片狀導熱性填料。所謂鱗片狀導熱性填料，為具有長軸、短軸及厚度之導熱性填料，且長徑比(長軸/厚度)較高，於包含長軸之面方向上具有各向同性之導熱率。所謂鱗片狀導熱性填料之短軸，係指於鱗片狀導熱性填料之包含長軸之面，與鱗片狀導熱性填料之長軸交叉之方向上鱗片狀導熱性填料之最短部分之長度。所謂厚度，係指對鱗片狀導熱性填料之包含長軸之面測定10點之厚度並進行平均所得之值。各向異性填充劑3之長徑比並無特別限定，可根據目的適當選擇。例如，各向異性填充劑3之長徑比可設為10～100之範圍。各向異性填充劑3之長軸、短軸及厚度例如可藉由顯微鏡、掃描式電子顯微鏡(SEM)、粒度分佈計等進行測定。

各向異性填充劑3之材質並無特別限定，例如可例舉氮化硼(BN)、雲母、氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、二氧化矽、氧化鋅、二硫化鉬等，就相對介電常數、導熱率、比重之觀點而言，較佳為氮化硼。又，就絕緣性之觀點而言，各向異性填充劑3較佳為實質上不包含作為導電性材料之碳纖維。各向異性填充劑3可單獨使用1種，亦可併用2種以上。

圖2係模式性表示作為各向異性填充劑3之一例的晶體形狀為六方晶型之鱗片狀氮化硼3A之立體圖。圖2中，a表示鱗片狀氮化硼3A之長軸，b表示鱗片狀氮化硼3A之厚度，c表示鱗片狀氮化硼3A之短軸。作為各向異性填充劑3，就相對介電常數、導熱率、比重之觀點而言，較佳為使用如圖2所示般晶體形狀為六方晶型之鱗片狀氮化硼3A。於本技術中，藉由使用價格較球狀導熱性填料(例如球狀氮化硼)低廉之鱗片狀導熱性填料(例如鱗片狀氮化硼3A)作為各向異性填充劑3，可獲得低成本、且兼具優異之熱特性(高導熱率)及介電特性(低介電常數)及輕量化(低比重)之導熱性片材1。

各向異性填充劑3之平均粒徑(D50)並無特別限定，可根據目的適當選擇。例如，各向異性填充劑3之平均粒徑之下限值可設為10 μm以上，可為20 μm以上，可為30 μm以上，亦可為35 μm以上。又，各向異性填充劑3之平均粒徑之上限值可設為150 μm以下，可為100 μm以下，可為90 μm以下，可為80 μm以下，可為70 μm以下，可為50 μm以下，亦可為45 μm以下。就導熱性片材1之導熱率之觀點而言，各向異性填充劑3之平均粒徑較佳為設為20～100 μm。第1導熱性填料3之長徑比並無特別限定，可根據目的適當選擇。例如，鱗片狀導熱性填料之長徑比可設為10～100之範圍。第1導熱性填料3之長軸與短軸之比(長軸/短軸)之平均值例如可設為0.5～10之範圍，亦可設為1～5之範圍，亦可設為1～3之範圍。

導熱性片材1中之各向異性填充劑3之含量並無特別限定，可根據目的適當選擇。例如，導熱性片材1中之各向異性填充劑3之含量可設為15體積%以上，可為20體積%以上，可為23體積%以上，亦可為27體積%以上。又，導熱性片材1中之各向異性填充劑3之含量之上限值例如可設為45體積%以下，可為40體積%以下，可為35體積%以下，亦可為30體積%以下。就導熱性片材1之相對介電常數、導熱率、比重之觀點而言，導熱性片材1中之各向異性填充劑3之含量較佳為設為20～35體積%，亦可設為20～30體積%，亦可設為23～27體積%。

＜非各向異性填充劑＞ 非各向異性填充劑4為除上述各向異性填充劑3以外之導熱性填料，為形狀不具有各向異性之導熱性填料。例如，非各向異性填充劑4包含球狀、粉末狀、顆粒狀等之導熱性填料。非各向異性填充劑4之材質較佳為可確保導熱性片材1之絕緣性者，例如較佳為陶瓷填料，作為具體例，可例舉：氧化鋁(alumina、藍寶石)、氮化鋁、氫氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氧化鋯、碳化矽等。非各向異性填充劑4可單獨使用1種，亦可併用2種以上。

尤其是作為非各向異性填充劑4，就導熱性片材1之導熱率、比重之觀點而言，較佳為併用氮化鋁及球狀氧化鋁，亦較佳為併用氮化鋁粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子及氫氧化鋁粒子。

就導熱性片材1之比重之觀點而言，氮化鋁粒子之平均粒徑(D50)較佳為設為未達30 μm，可為0.1～10 μm，較佳為設為0.5～5 μm，可為1～3 μm，亦可為1～2 μm。又，就導熱性片材1之比重之觀點而言，氧化鋁粒子之平均粒徑(D50)較佳為設為0.1～10 μm，可為0.1～8 μm，可為0.1～7 μm，亦可為0.1～2 μm。就導熱性片材1之比重之觀點而言，氧化鋅粒子之平均粒徑(D50)較佳為設為1～5 μm，可為0.5～3 μm，亦可為0.5～2 μm。就導熱性片材1之比重之觀點而言，氫氧化鋁粒子之平均粒徑(D50)較佳為1～10 μm，可為2～9 μm，亦可為6～8 μm。

導熱性片材1中之非各向異性填充劑4之含量並無特別限定，可根據目的適當選擇。導熱性片材1中之非各向異性填充劑4之含量可設為10體積%以上，可為15體積%以上，可為20體積%以上，可為25體積%以上，可為30體積%以上，亦可為35體積%以上。又，導熱性片材1中之非各向異性填充劑4之含量之上限值可設為50體積%以下，可為45體積%以下，亦可為40體積%以下。

於併用氮化鋁粒子及氧化鋁粒子作為非各向異性填充劑4之情形時，導熱性片材1中，氧化鋁粒子之含量較佳為設為10～25體積%，氮化鋁粒子之含量較佳為設為10～25體積%。又，於併用氮化鋁粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子及氫氧化鋁粒子作為非各向異性填充劑4之情形時，導熱性片材1中，氧化鋁粒子之含量較佳為設為10～25體積%，氮化鋁粒子之含量較佳為設為10～25體積%，氧化鋅粒子之含量較佳為設為0.1～3體積%，氫氧化鋁粒子之含量較佳為設為0.1～3體積%。

導熱性片材1於不損害本技術之效果之範圍內，可進而含有除上述成分以外之其他成分。作為其他成分，例如可例舉：偶合劑、分散劑、硬化促進劑、延遲劑、黏著賦予劑、塑化劑、阻燃劑、抗氧化劑、穩定劑、著色劑等。例如，就進一步提高各向異性填充劑3及非各向異性填充劑4之分散性，進一步提高導熱性片材1之柔軟性之觀點而言，導熱性片材1可使用以偶合劑處理之各向異性填充劑3及/或以偶合劑處理之非各向異性填充劑4。

如上所述，各向異性填充劑3及非各向異性填充劑4分散於高分子基質2之導熱性片材1之比重未達2.7，導熱率為7.0 W/m・K以上，相對介電常數為7.0以下。即，導熱性片材1之相對介電常數低、導熱率高、比重小。

＜導熱性片材之製造方法＞ 本技術之導熱性片材之製造方法具有下述步驟A、步驟B及步驟C。

＜步驟A＞ 於步驟A中，藉由使各向異性填充劑3及非各向異性填充劑4分散於高分子基質2，而製備導熱性片材形成用組合物。導熱性片材形成用組合物可藉由利用公知之方法，除各向異性填充劑3、非各向異性填充劑4及高分子基質2以外，視需要均勻混合各種添加劑或揮發性溶劑而製備。

＜步驟B＞ 於步驟B中，由所製備之導熱性片材形成用樹脂組合物形成成形體塊。作為成形體塊之形成方法，可例舉擠出成形法、模具成形法等。作為擠出成形法、模具成形法，並無特別限制，可自公知之各種擠出成形法、模具成形法中，根據導熱性片材形成用樹脂組合物之黏度或導熱性片材所要求之特性等而適當採用。

例如，於擠出成形法中，由模嘴擠出導熱性片材形成用樹脂組合物時，或者於模具成形法中，將導熱性片材形成用樹脂組合物壓入至模具時，高分子基質2流動，各向異性填充劑3沿著其流動方向配向。

成形體塊之大小及形狀可根據所要求之導熱性片材1之大小決定。例如，可例舉剖面之縱向大小為0.5～15 cm且橫向大小為0.5～15 cm之長方體。長方體之長度視需要決定即可。

＜步驟C＞ 於步驟C中，將成形體塊切片為片狀而獲得導熱性片材1。步驟C中所獲得之導熱性片材1之各向異性填充劑3大致在厚度方向B上配向。於藉由切片而獲得之片材之表面(切片面)，露出各向異性填充劑3。切片而得之導熱性片材1由於表面平滑化，因此可提高與其他構件之密接性，可使導熱性及相對介電常數更加良好。作為將成形體塊切片之方法並無特別限制，可根據成形體塊之大小或機械強度自公知之切片裝置中適當進行選擇。作為成形體塊之切片方向，於成形方法為擠出成形法之情形時，由於亦有各向異性填充劑3於擠出方向上配向者，因此較佳為相對於擠出方向為60～120度，更佳為70～100度之方向，進而較佳為90度(垂直)之方向。

如此，於具有步驟A、步驟B及步驟C之導熱性片材之製造方法中，可獲得含有高分子基質2、各向異性填充劑3及非各向異性填充劑4，且各向異性填充材3於導熱性片材1之厚度方向B上配向，比重未達2.7，導熱率為7.0 W/m・K以上，相對介電常數為7.0以下的導熱性片材1。

本技術之導熱性片材1之製造方法並不限定於上述例。例如，於步驟C之後，可進而具有對在步驟C中切片之面進行加壓之步驟。藉由導熱性片材1之製造方法進而具有加壓之步驟，步驟C中所獲得之片材之表面更加平滑化，可進一步提高與其他構件之密接性。作為加壓方法，可使用包含平板及表面平坦之加壓頭之一對加壓裝置。又，亦可用夾送輥加壓。作為加壓時之壓力，例如可設為0.1～100 MPa，亦可設為0.1～1 MPa。為了進一步提高加壓之效果，縮短加壓時間，較佳為於高分子基質2之玻璃轉移溫度(Tg)以上之溫度下進行加壓。例如，加壓溫度可設為0～180℃，可為室溫(例如25℃)～100℃之溫度範圍內，亦可為30～100℃。

＜電子機器＞ 本技術之導熱性片材1例如藉由配置於發熱體與散熱體之間，可製成為了使發熱體產生之熱逸散至散熱體而配置於其等之間之構造之電子機器(熱裝置)。電子機器至少具有發熱體、散熱體及導熱性片材1，視需要可進而具有其他構件。

作為發熱體，並無特別限定，例如可例舉CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理單元)、DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)、快閃記憶體等積體電路元件、電晶體、電阻器等在電路中發熱之電子零件等。又，發熱體亦包含通信機器中之光收發器等接收光信號之零件。

作為散熱體，並無特別限定，例如可例舉散熱器或均熱片等與積體電路元件或電晶體、光收發器殼體等組合使用者。作為散熱體，除均熱片或散熱器以外，只要為傳遞由熱源產生之熱使其擴散至外部者即可，例如可例舉：散熱器、冷卻器、晶片座、印刷基板、冷卻風扇、珀爾帖元件、熱管、金屬罩、殼體等。

圖3係表示應用本技術之導熱性片材1之半導體裝置50之一例之剖視圖。例如，如圖3所示，導熱性片材1安裝於內置於各種電子機器之半導體裝置50，夾於發熱體與散熱體之間。圖3所示之半導體裝置50具備電子零件51、均熱片52及導熱性片材1，導熱性片材1夾於均熱片52與電子零件51之間。導熱性片材1藉由夾於均熱片52與散熱器53之間，與均熱片52一起構成使電子零件51之熱散發之散熱構件。導熱性片材1之安裝場所並不限定於均熱片52與電子零件51之間、或均熱片52與散熱器53之間，可根據電子機器或半導體裝置之構成而適當選擇。 [實施例]

以下，對本技術之實施例進行說明。於實施例中，製作導熱性片材，求出導熱性片材之相對介電常數、導熱率及比重。再者，本技術並不限定於該等實施例。

＜實施例1＞ 於實施例1中，藉由將矽酮樹脂32體積%、晶體形狀為六方晶型之鱗片狀氮化硼(D50為40 μm)27體積%、氮化鋁(D50為1.5 μm)19體積%、氧化鋁粒子(D50為1 μm)20體積%、及偶合劑1體積%均勻混合，製備導熱性片材形成用樹脂組合物。藉由擠出成形法，將導熱性片材形成用樹脂組合物流入至具有長方體狀之內部空間之模具(開口部：50 mm×50 mm)中，於60℃之烘箱中加熱4小時形成成形體塊。再者，於模具之內表面，以剝離處理面成為內側之方式貼附剝離聚對苯二甲酸乙二酯膜。藉由在與所獲得之成形體塊之長度方向正交之方向上，利用切片機將成形體塊切片為片狀，獲得厚度2 mm之作為各向異性填充劑之鱗片狀氮化硼於導熱性片材之厚度方向上配向之導熱性片材。

＜實施例2＞ 於實施例2中，獲得與實施例1相同之導熱性片材後，藉由剝離聚對苯二甲酸乙二酯膜夾住切片面，利用加壓機進行加壓。加壓條件設為於壓力0.5 MPa、80℃下進行3分鐘。

＜實施例3＞ 於實施例3中，藉由將矽酮樹脂36體積%、晶體形狀為六方晶型之鱗片狀氮化硼(D50為40 μm)23體積%、氮化鋁(D50為1.5 μm)20體積%、氧化鋁粒子(D50為1 μm)20體積%、及偶合劑1體積%均勻混合，製備導熱性片材形成用樹脂組合物，除此以外，以與實施例1相同之方法，獲得作為各向異性填充劑之鱗片狀氮化硼於片材之厚度方向上配向之導熱性片材。

＜實施例4＞ 於實施例4中，藉由將矽酮樹脂36體積%、晶體形狀為六方晶型之鱗片狀氮化硼(D50為40 μm)23體積%、氮化鋁(D50為1.5 μm)20體積%、氧化鋁粒子(D50為1 μm)18體積%、氧化鋅(D50為1 μm)1體積%、氫氧化鋁(D50為1 μm)1體積%、及偶合劑1體積%均勻混合，製備導熱性片材形成用樹脂組合物，除此以外，以與實施例1相同之方法，獲得作為各向異性填充劑之鱗片狀氮化硼於片材之厚度方向上配向之導熱性片材。

＜比較例1＞ 於比較例1中，藉由將矽酮樹脂25體積%、氮化鋁(D50為1.5 μm)29體積%、氧化鋁粒子(D50為1 μm)45體積%、及偶合劑1體積%均勻混合，製備導熱性片材形成用樹脂組合物。將所製備之導熱性片材形成用樹脂組合物塗佈於經剝離處理之剝離聚對苯二甲酸乙二酯膜上，於60℃之烘箱中加熱4小時，形成厚度2 mm之導熱性片材。

＜比較例2＞ 於比較例2中，藉由將矽酮樹脂19體積%、氮化鋁(D50為1.5 μm)16體積%、氮化鋁(D50為80 μm)35體積%、氮化鋁(D50為30 μm)29體積%、及偶合劑1體積%均勻混合，製備導熱性片材形成用樹脂組合物。將所製備之導熱性片材形成用樹脂組合物塗佈於經剝離處理之剝離聚對苯二甲酸乙二酯膜上，於80℃之烘箱中加熱4小時，形成厚度2 mm之導熱性片材。

＜導熱率＞ 使用依據ASTM-D5470之熱阻測定裝置，施加荷重1 kgf/cm ²分別對導熱性片材之厚度方向及面方向之導熱率(W/m・K)進行測定。將結果示於表1。

＜相對介電常數＞ 藉由依據JIS K6911之方法，測定導熱性片材之厚度方向及面方向之相對介電常數(30 GHz)。將結果示於表1。

＜比重＞ 藉由對根據導熱性片材之縱向、橫向長度及厚度而求出之體積及導熱片材之重量進行測定，求出導熱性片材之比重。將結果示於表1。

[表1]

		實施例1	實施例2	實施例3	實施例4	比較例1	比較例2
高分子基質	矽酮樹脂[體積%]	32	32	36	36	25	19
各向異性填充劑	鱗片狀氮化硼 D50＝40 μm[體積%]	27	27	23	23	0	0
非各向異性填充劑	氮化鋁 D50＝1.5 μm[體積%]	20	20	20	20	29	16
氧化鋁 D50＝1 μm[體積%]	20	20	20	18	45	0
氮化鋁 D50＝80 μm[體積%]	0	0	0	0	0	35
氮化鋁 D50＝30 μm[體積%]	0	0	0	0	0	29
氧化鋅 D50＝1 μm[體積%]	0	0	0	1	0	0
氫氧化鋁 D50＝8 μm[體積%]	0	0	0	1	0	0
偶合劑[體積%]	1	1	1	1	1	1
導熱性片材	導熱率[W/m・K]	8.9	11.0	7.1	7.0	4.3	9.3
比重	2.3	2.3	2.3	2.3	2.7	2.8
加壓之有無	無	有	無	無	無	無
相對介電常數	5.4	5.4	5.2	5.5	7.1	7.5

可知實施例1～4中所獲得之導熱性片材含有高分子基質、各向異性填充材、及非各向異性填充劑，各向異性填充材於該導熱性片材之厚度方向上配向，比重未達2.7，導熱率為7.0 W/m・K以上，相對介電常數為7.0以下。

又，根據實施例1、2之結果，可知藉由導熱性片材之表面為切片後進行加壓之面，導熱率進一步提高。

可知比較例1中所獲得之導熱性片材不滿足比重未達2.7，導熱率不滿足7.0 W/m・K以上，相對介電常數不滿足7.0以下。又，可知比較例2中所獲得之導熱性片材不滿足比重未達2.7，相對介電常數不滿足7.0以下。認為原因在於，比較例1、2中所獲得之導熱性片材不包含各向異性填充材，因此各向異性填充材未於導熱性片材之厚度方向上配向。

1:導熱性片材 2:高分子基質 3:各向異性填充劑 3A:鱗片狀氮化硼 4:非各向異性填充劑 50:半導體裝置 51:電子零件 52:均熱片 53:散熱器 a:長軸 b:厚度 c:短軸

圖1係表示導熱性片材之一例之剖視圖。 圖2係模式性表示作為各向異性填充劑之一例的晶體形狀為六方晶型之鱗片狀氮化硼之立體圖。 圖3係表示應用導熱性片材之半導體裝置之一例之剖視圖。

1:導熱性片材

2:黏合劑樹脂

3:第1導熱性填料

4:第2導熱性填料

Claims (13)

1. 一種導熱性片材，其含有高分子基質、各向異性填充材及非各向異性填充劑，上述各向異性填充材於該導熱性片材之厚度方向上配向， 該導熱性片材之比重未達2.7， 該導熱性片材之導熱率為7.0 W/m・K以上， 該導熱性片材之相對介電常數為7.0以下。
2. 如請求項1之導熱性片材，其中上述各向異性填充材為氮化硼。
3. 如請求項1或2之導熱性片材，其中上述各向異性填充材之含量為20體積%以上。
4. 如請求項1或2之導熱性片材，其中上述非各向異性填充材為選自由氧化鋁、氮化鋁、氫氧化鋁及氧化鋅所組成之群中之至少1種。
5. 如請求項4之導熱性片材，其中上述非各向異性填充材包含氧化鋁及氮化鋁。
6. 一種導熱性片材之製造方法，其具有：步驟A，其製備含有高分子基質、各向異性填充材及非各向異性填充劑之導熱性片材形成用樹脂組合物； 步驟B，其由上述導熱性片材形成用樹脂組合物形成成形體塊；及 步驟C，其將上述成形體塊切片為片狀而獲得導熱性片材； 上述導熱性片材之上述各向異性填充材於上述導熱性片材之厚度方向上配向，上述導熱性片材之比重未達2.7，上述導熱性片材之導熱率為7.0 W/m・K以上，上述導熱性片材之相對介電常數為7.0以下。
7. 如請求項6之導熱性片材之製造方法，其中上述導熱性片材之表面為上述步驟C中切片之面。
8. 如請求項6之導熱性片材之製造方法，其中上述導熱性片材之表面為上述步驟C中切片後進行加壓之面。
9. 如請求項6至8中任一項之導熱性片材之製造方法，其中上述各向異性填充材為氮化硼。
10. 如請求項6至8中任一項之導熱性片材之製造方法，其中上述各向異性填充材之含量為20體積%以上。
11. 如請求項6至8中任一項之導熱性片材之製造方法，其中上述非各向異性填充材為選自由氧化鋁、氮化鋁、氫氧化鋁及氧化鋅所組成之群中之至少1種。
12. 如請求項11之導熱性片材之製造方法，其中上述非各向異性填充材包含氧化鋁及氮化鋁。
13. 一種電子機器，其具備：發熱體； 散熱體；及 配置於發熱體與散熱體之間之如請求項1至5中任一項之導熱性片材。

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