TW202411399A - 導熱片、散熱裝置以及導熱片的製造方法 - Google Patents

導熱片、散熱裝置以及導熱片的製造方法 Download PDF

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Abstract

一種導熱片，包括導熱層，所述導熱層含有選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種石墨粒子（A），於所述鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於所述橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於所述棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，且所述導熱片包含熔點為200℃以下的金屬成分。

Description

導熱片、散熱裝置以及導熱片的製造方法
本揭示是有關於一種導熱片、散熱裝置以及導熱片的製造方法。
近年來，由使用多層配線板的半導體封裝中的配線及電子零件的搭載密度的高密度化所引起的發熱量增大，由半導體元件的高積體化所引起的每單位面積的發熱量增大，期望提高自半導體封裝的熱散發性。
一般簡便地使用藉由將導熱膏或導熱片夾持於半導體封裝等發熱體與鋁、銅等散熱體之間並使其密接來散發熱的散熱裝置。通常，較導熱膏而言，導熱片的組裝散熱裝置時的作業性更優異。
近年來，中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）的晶片有藉由多芯化及多晶片化而大面積化的傾向。另外，有減低作為發熱體的CPU與散熱體的壓接壓力的傾向。因此，對導熱片要求壓接時的柔軟性。另外，對導熱片要求導熱性優異，以便即使因晶片階差而導致導熱片變厚，亦成為低熱阻。
作為導熱片，亦已知有填充了導熱填料的樹脂片。作為填充了導熱填料的導熱性優異的樹脂片，提出多種選擇導熱性高的無機粒子作為導熱填料，進而使無機粒子相對於片的面垂直地配向而成的樹脂片。 例如，提出有導熱填料（氮化硼）配向於大致垂直於片的面的方向的導熱片（例如，參照專利文獻1），及分散於凝膠狀物質中的碳纖維相對於片的面垂直地配向的結構的導熱片（例如，參照專利文獻2）。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-26202號公報 [專利文獻2]日本專利特開2001-250894號公報
[發明所欲解決之課題]
於專利文獻1及專利文獻2中，研究了藉由使導熱填料、碳纖維等配向於相對於片的面垂直的方向來抑制熱阻的方法。為了應對伴隨半導體的高性能化及大型化的發熱量的增大，期望導熱片的進一步的低熱阻化。因此，較佳為於基於導熱片中包含的導熱填料、碳纖維等的配向以外的方法的基礎上實現低熱阻化。
本揭示的目的在於提供一種熱阻小的導熱片、包括導熱片的散熱裝置及能夠製造熱阻小的導熱片的導熱片的製造方法。 [解決課題之手段]
用於解決所述課題的具體的手段包含以下的態樣。 ＜1＞ 一種導熱片，包括導熱層，所述導熱層含有選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種石墨粒子（A），於所述鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於所述橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於所述棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，且 所述導熱片包含熔點為200℃以下的金屬成分。 ＜2＞ 如＜1＞所述的導熱片，其中所述金屬成分為粒子狀。 ＜3＞ 如＜1＞或＜2＞所述的導熱片，其中所述金屬成分位於所述導熱層的主表面的至少一部分。 ＜4＞ 如＜1＞至＜3＞中任一項所述的導熱片，其中所述金屬成分的熔點為60℃以上。 ＜5＞ 如＜1＞至＜4＞中任一項所述的導熱片，其中所述金屬成分包含選自由錫、鉍、銦、鋅、鉛、鎵、鎘、鉈、及銻所組成的群組中的至少一種元素。 ＜6＞ 如＜1＞至＜5＞中任一項所述的導熱片，其中所述導熱層中的所述石墨粒子（A）與碳纖維的質量比即石墨粒子（A）：碳纖維為100：0～100：30。 ＜7＞ 一種導熱片，包括導熱層，所述導熱層含有選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種石墨粒子（A），於所述鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於所述橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於所述棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，所述導熱片中， 於使所述導熱片壓接於發熱體與散熱體之間時，於所述發熱體與所述導熱片的界面及所述散熱體與所述導熱片的界面中的至少一者中，以氣體區域的面積相對於測定區域的面積的比例計算出的空隙率為0%～8%。 ＜8＞ 一種散熱裝置，包括發熱體、散熱體、以及配置於所述發熱體及所述散熱體之間的如＜1＞至＜6＞中任一項所述的導熱片， 於所述導熱層中，包含所述金屬成分的金屬區域處於位於所述發熱體側的主表面及位於所述散熱體側的主表面的至少一個主表面的至少一部分。 ＜9＞ 一種散熱裝置，包括發熱體、散熱體、以及配置於所述發熱體及所述散熱體之間的如＜1＞至＜7＞中任一項所述的導熱片， 於所述發熱體與所述導熱片的界面及所述散熱體與所述導熱片的界面中的至少一者中，以氣體區域的面積相對於測定區域的面積的比例計算出的空隙率為0%～8%。 ＜10＞ 一種導熱片的製造方法，製造如＜1＞至＜6＞中任一項所述的導熱片，所述導熱片的製造方法具有： 準備含有所述石墨粒子（A）的組成物的步驟；以及使用所述組成物而製作包含所述金屬成分的導熱片的步驟。 ＜11＞ 如＜10＞所述的導熱片的製造方法，其中製作所述導熱片的步驟具有：形成所述導熱層的步驟；以及使所述金屬成分附著於所述導熱層的表面的至少一部分的步驟。 ＜12＞ 如＜10＞或＜11＞所述的導熱片的製造方法，其中準備所述組成物的步驟中所準備的所述組成物含有所述石墨粒子及所述金屬成分。 [發明的效果]
藉由本揭示，可提供熱阻小的導熱片、包括導熱片的散熱裝置及能夠製造熱阻小的導熱片的導熱片的製造方法。
以下，對用於實施本發明的形態進行詳細說明。但是，本發明並不限定於以下的實施形態。於以下的實施形態中，除特別明示的情況以外，其構成要素（亦包括要素步驟等）並非必需。數值及其範圍亦同樣如此，並不限制本發明。 於本揭示中，「步驟」的用語中，除包含與其他步驟獨立的步驟以外，即便於無法與其他步驟明確區別的情況下，只要達成該步驟的目的，則亦包含該步驟。 於本揭示中，使用「～」所表示的數值範圍中包含「～」的前後所記載的數值分別作為最小值及最大值。 於本揭示中階段性記載的數值範圍中，一個數值範圍內所記載的上限值或下限值亦可置換為其他階段性記載的數值範圍的上限值或下限值。另外，於本揭示中所記載的數值範圍中，該數值範圍的上限值或下限值亦可置換為實施例中所示的值。 於本揭示中，亦可包含多種與各成分相符的物質。於組成物中存在多種與各成分相符的物質的情況下，只要無特別說明，則各成分的含有率或含量是指組成物中所存在的該多種物質的合計含有率或含量。 於本揭示中，亦可包含多種與各成分相符的粒子。於組成物中存在多種與各成分相符的粒子的情況下，只要無特別說明，則各成分的粒子徑是指關於組成物中所存在的該多種粒子的混合物的值。 於本揭示中，「層」或「膜」的用語中，當觀察該層或膜所存在的區域時，除包含形成於該區域的整體的情況以外，亦包含僅形成於該區域的一部分的情況。 於本揭示中，「積層」的用語表示將層重疊，二層以上的層可結合，二層以上的層亦能夠拆裝。
〔導熱片〕 本揭示的導熱片包括導熱層，所述導熱層含有選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種石墨粒子（A）（亦簡稱為「石墨粒子（A）」），於所述鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於所述橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於所述棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，且所述導熱片包含熔點為200℃以下的金屬成分（亦稱為「低熔點金屬成分」）。
認為，本揭示的導熱片藉由包括石墨粒子（A）配向於厚度方向的導熱層，厚度方向的導熱性優異，顯示出低的熱阻。
進而認為，導熱片藉由包含低熔點金屬成分而顯示出更低的熱阻。其理由可推測如下。再者，本揭示並不限定於以下的推測。於石墨粒子（A）配向於厚度方向的導熱片中，於與被黏物接觸的表面存在凹凸，熱阻的大部分來自由導熱片和與導熱片接觸的發熱體、散熱體等被黏物的接觸而產生的間隙所引起的阻抗（亦稱為「接觸熱阻」）。於本揭示的導熱片中，藉由使用熔點較低的金屬成分即低熔點金屬成分，於使導熱片與發熱體、散熱體等被黏物加熱壓接時，低熔點金屬成分因熱而熔解。進而藉由加壓，熔融的低熔點金屬成分容易局部存在於導熱片與被黏物的界面，可經由熔融的低熔點金屬成分使導熱片與被黏物密接。此時，對導熱片與被黏物進行加熱壓接時產生的間隙（例如，來自導熱片的凹凸的間隙）被熔融的低熔點金屬成分填埋，因此接觸熱阻大幅降低。
即便於發熱體、散熱體等被黏物的表面存在凹凸的情況下，亦容易產生接觸熱阻。於該情況下，藉由調整導熱片中包含的導熱填料等的配向的方法，難以降低熱阻。另一方面，藉由使用本揭示的導熱片，可經由因加熱而熔融的低熔點金屬成分使導熱片與於表面存在凹凸的被黏物密接。此時，於對導熱片與被黏物進行加熱壓接時產生的間隙（例如，來自被黏物的凹凸的間隙）被熔融的低熔點金屬成分填埋，因此接觸熱阻大幅降低。
本揭示的導熱片至少包含石墨粒子（A）及低熔點金屬成分，於起到本揭示的效果的範圍內，亦可包含後述的成分。以下，對本揭示的導熱片中所使用的材料進行說明。
＜石墨粒子（A）＞ 導熱片中包含的導熱層含有石墨粒子（A）。認為石墨粒子（A）主要作為高導熱性填料發揮功能。石墨粒子（A）是選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種。另外，石墨粒子（A）於鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，及於棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向。另外，石墨粒子（A）較佳為於鱗片狀粒子的情況下結晶中的六員環面配向於面方向，於橢圓體狀粒子的情況下結晶中的六員環面配向於長軸方向，及於棒狀粒子的情況下結晶中的六員環面配向於長軸方向。所謂六員環面，為六方晶系中形成有六員環的面，且是指（0001）結晶面。
石墨粒子（A）的形狀更佳為鱗片狀。藉由選擇鱗片狀的石墨粒子，有導熱性進一步提高的傾向。可認為這是因為例如鱗片狀的石墨粒子於導熱層中更容易朝規定的方向配向。
可藉由X射線繞射測定來確認石墨粒子（A）的結晶中的六員環面是否配向於鱗片狀粒子的面方向、橢圓體狀粒子的長軸方向或棒狀粒子的長軸方向。石墨粒子（A）的結晶中的六員環面的配向方向具體而言利用以下的方法來確認。
首先，製作石墨粒子（A）的鱗片狀粒子的面方向、橢圓體狀粒子的長軸方向或棒狀粒子的長軸方向沿著片的面方向配向的測定用樣品片。作為測定用樣品片的具體的製作方法，例如可列舉以下的方法。
對樹脂、與相對於樹脂而為10體積%以上的量的石墨粒子（A）的混合物進行片化。此處使用的「樹脂」只要為不顯現妨礙X射線繞射的峰值且能夠形成片狀物的材料，則並無特別限制。具體而言，可使用丙烯酸橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠（acrylonitrile butadiene rubber，NBR）、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯共聚物（styrene-isobutylene-styrene，SIBS）等具有作為黏合劑的凝聚力的非晶質樹脂。
以成為原來厚度的1/10以下的方式按壓（press）該混合物的片，將按壓後的片的多張積層而形成積層體。重複三次以上進而將該積層體壓扁至1/10以下為止的操作而獲得測定用樣品片。藉由該操作，於測定用樣品片中，石墨粒子（A）於鱗片狀粒子的情況下，成為面方向沿著測定用樣品片的面方向配向的狀態，於橢圓體狀粒子的情況下，成為長軸方向沿著測定用樣品片的面方向配向的狀態，及於棒狀粒子的情況下，成為長軸方向沿著測定用樣品片的面方向配向的狀態。
對以所述方式製作的測定用樣品片的表面進行X射線繞射測定。測定於2θ=77°附近顯現的與石墨的（110）面相對應的峰值的高度H 1、及於2θ=27°附近顯現的與石墨的（002）面相對應的峰值的高度H 2。於如此般製作的測定用樣品片中，H 1除以H 2而得的值成為0～0.02。
由此，所謂「石墨粒子（A）的結晶中的六員環面於鱗片狀粒子的情況下配向於面方向，於橢圓體狀粒子的情況下配向於長軸方向，及於棒狀粒子的情況下配向於長軸方向」，是指對含有石墨粒子（A）的片的表面進行X射線繞射測定而於2θ=77°附近顯現的與石墨粒子（A）的（110）面相對應的峰值的高度除以於2θ=27°附近顯現的與石墨粒子（A）的（002）面相對應的峰值的高度而得的值成為0～0.02的狀態。
於本揭示中，X射線繞射測定是利用以下的條件進行。 裝置：例如布魯克AXS（Bruker AXS）股份有限公司的「D8DISCOVER」 X射線源：波長1.5406 nm的CuKα、40 kV、40 mA 步幅（測定步寬）：0.01° 步進時間：720 sec
此處，所謂「石墨粒子於鱗片狀粒子的情況下，面方向配向於導熱層的厚度方向，於橢圓體狀粒子的情況下，長軸方向配向於導熱層的厚度方向，及於棒狀粒子的情況下，長軸方向配向於導熱層的厚度方向」，是指於鱗片狀粒子的情況下，面方向與導熱層的表面（主表面）所形成的角度（以下，亦稱為「配向角度」）為60°以上，於橢圓體狀粒子的情況下，長軸方向與導熱層的表面（主表面）所形成的角度（以下，亦稱為「配向角度」）為60°以上，及於棒狀粒子的情況下，長軸方向與導熱層的表面（主表面）所形成的角度（以下，亦稱為「配向角度」）為60°以上。配向角度較佳為80°以上，更佳為85°以上，進而佳為88°以上。
配向角度為利用掃描式電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察導熱層的剖面，並對任意的50個石墨粒子（A），於鱗片狀粒子的情況下測定面方向與導熱層表面（主表面）所形成的角度（配向角度）時的平均值，於橢圓體狀粒子的情況下測定長軸方向與導熱層表面（主表面）所形成的角度（配向角度）時的平均值，及於棒狀粒子的情況下測定長軸方向與導熱層表面（主表面）所形成的角度（配向角度）時的平均值。
石墨粒子（A）的粒子徑並無特別限制。石墨粒子（A）的平均粒子徑以質量平均粒子徑計而較佳為導熱層的平均厚度的1/2以上且平均厚度以下。若石墨粒子（A）的質量平均粒子徑為導熱層的平均厚度的1/2以上，則於導熱層中形成有效的導熱路徑，有提高導熱率的傾向。若石墨粒子（A）的質量平均粒子徑為導熱層的平均厚度以下，則可抑制石墨粒子（A）自導熱層的表面突出，有導熱層的表面的密接性優異的傾向。
於鱗片狀粒子的情況下，以面方向配向於厚度方向的方式製作導熱層的方法並無特別限制，於橢圓體狀粒子的情況下，以長軸方向配向於厚度方向的方式製作導熱層的方法並無特別限制，及於棒狀粒子的情況下，以長軸方向配向於厚度方向的方式製作導熱層的方法並無特別限制，例如可使用日本專利特開2008-280496號公報中所記載的方法。具體而言，可利用使用組成物製作片，將該片積層來製作積層體，從而對該積層體的側端面（例如，以相對於自積層體的主表面而出的法線而為0°～30°的角度）進行切片的方法（以下，亦稱為「積層切片法」）。
再者，於使用所述積層切片法的情況下，用作原料的石墨粒子（A）的粒子徑以質量平均粒子徑計而較佳為導熱層的平均厚度的1/2倍以上，亦可超過平均厚度。關於用作原料的石墨粒子（A）的粒子徑亦可超過導熱層的平均厚度的理由，其原因在於：例如即便包含超過導熱層的平均厚度的粒子徑的石墨粒子（A），連同石墨粒子（A）一起亦進行切片而形成導熱層，因此，結果石墨粒子（A）不自導熱層的表面突出。另外，若如此連同石墨粒子（A）一起進行切片，則產生許多於導熱層的厚度方向貫通的石墨粒子（A），形成極其有效的導熱路徑，有進一步提高導熱性的傾向。
於使用積層切片法的情況下，用作原料的石墨粒子（A）的粒子徑以質量平均粒子徑計而更佳為導熱層的平均厚度的1倍～5倍，進而佳為2倍～4倍。若石墨粒子（A）的質量平均粒子徑為導熱層的平均厚度的1倍以上，則形成更有效的導熱路徑，進一步提高導熱性。若為導熱層的平均厚度的5倍以下，則可抑制於石墨粒子（A）的表面部佔據的面積過大，從而可抑制密接性的降低。
石墨粒子（A）的質量平均粒子徑（D50）於使用適應雷射繞射-散射法的雷射繞射式粒度分佈裝置（例如，日機裝股份有限公司的「Microtrac Series MT3300」）測定並自小粒徑側描繪質量累積粒度分佈曲線的情況下，與質量累積成為50%的粒子徑相對應。
導熱層亦可包含鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子以外的石墨粒子，亦可包含球狀石墨粒子、人造石墨粒子、薄片化石墨粒子、酸處理石墨粒子、膨脹石墨粒子、碳纖維等。 作為石墨粒子（A），較佳為鱗片狀粒子，就結晶度高且容易獲得大粒徑的鱗片的觀點而言，較佳為將經片化的膨脹石墨粉粹而獲得的鱗片狀的膨脹石墨粒子。
例如，就導熱性與密接性的平衡的觀點而言，導熱層中的石墨粒子（A）的含有率較佳為15體積%～50體積%，更佳為20體積%～45體積%，進而佳為25體積%～40體積%。 若石墨粒子（A）的含有率為15體積%以上，則有導熱性提高的傾向。另外，若石墨粒子（A）的含有率為50體積%以下，則有可抑制黏著性及密接性的降低的傾向。 再者，於導熱層含有鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子以外的石墨粒子的情況下，較佳為石墨粒子整體的含有率為所述範圍。
石墨粒子（A）的含有率（體積%）為利用下式而求出的值。 石墨粒子（A）的含有率（體積%）=[（Aw/Ad）/｛（Aw/Ad）+（Xw/Xd）｝]×100 Aw：石墨粒子（A）的質量組成（質量%） Xw：其他任意成分的質量組成（質量%） Ad：石墨粒子（A）的密度（本揭示中Ad以2.1進行計算） Xd：其他任意成分的密度
導熱層中的球狀石墨粒子、人造石墨粒子、酸處理石墨粒子或碳纖維的含有率可分別獨立地為0體積%～10體積%，亦可為0體積%～5體積%，亦可為0體積%～1體積%。 作為導熱層中的石墨粒子（A）與碳纖維的質量比的石墨粒子（A）：碳纖維可為100：0～100：30，亦可為100：0～100：20，亦可為100：0～100：10。碳纖維一般而言硬，因此藉由碳纖維的量比石墨粒子（A）少，可確保導熱片的柔軟性，有抑制接觸熱阻上升的傾向。
＜金屬成分＞ 本揭示的導熱片包含熔點為200℃以下的金屬成分（低熔點金屬成分）。
於本揭示的導熱片中，低熔點金屬成分亦可為粒子狀。此時，本揭示的導熱片亦可為與發熱體、散熱體等被黏物加熱壓接前的部件。於相對於發熱體、散熱體等被黏物進行加熱壓接的導熱片中，粒子狀的低熔點金屬成分經過熔融的狀態，因此該低熔點金屬成分亦可不為粒子狀。
於低熔點金屬成分為粒子狀的情況下，低熔點金屬成分的粒子徑並無特別限定，可為0.5 μm～60 μm，亦可為1 μm～30 μm，亦可為5 μm～15 μm。
低熔點金屬成分的粒子徑（D50）於使用適應雷射繞射-散射法的雷射繞射式粒度分佈裝置（例如，日機裝股份有限公司製造的「Microtrac Series MT3300」）測定並自小粒徑側描繪質量累積粒度分佈曲線的情況下，與質量累積成為50%的粒子徑相對應。
於本揭示的導熱片中，低熔點金屬成分的配置並無特別限定，例如可配置於導熱層的表面，亦可含有於導熱層的內部。於本揭示的導熱片中，對導熱片與被黏物進行加熱壓接時產生的間隙較佳地被熔融的低熔點金屬成分填埋，從而可較佳地降低接觸熱阻，就所述觀點而言，較佳為低熔點金屬成分位於導熱層的主表面的至少一部分。
於低熔點金屬成分位於導熱層的主表面的至少一部分的情況下，低熔點金屬成分可配置於該主表面整體，低熔點金屬成分亦可配置於該主表面的一部分（例如，與發熱體、散熱體等被黏物接觸的部分）。
於低熔點金屬成分位於導熱層的主表面的至少一部分的情況下，可於一個主表面配置低熔點金屬成分，亦可於兩個主表面配置低熔點金屬成分。
低熔點金屬成分的熔點只要為200℃以下則並無特別限定，就於將導熱片用於散熱用途時抑制低熔點金屬成分的熔解的觀點而言，較佳為60℃以上，就可更佳地降低接觸熱阻的觀點而言，較佳為80℃～180℃，更佳為80℃～160℃。
低熔點金屬成分只要包含金屬元素，則其組成並無限定。金屬元素中亦包含可表現出與金屬元素相同的性質的非金屬元素。低熔點金屬成分較佳為包含選自由例如錫、鉍、銦、鋅、鉛、鎵、鎘、鉈、及銻所組成的群組中的至少一種元素。
低熔點金屬成分較佳為熔點為200℃以下的低熔點焊料，更佳為熔點為200℃以下的低熔點無鉛焊料。作為低熔點焊料的具體例，可列舉Sn-Bi焊料、Sn-In焊料、Bi-In焊料、Sn-Zn焊料、Bi-Sn-In焊料、Sn-Zn-Bi焊料等。
例如，就導熱性與密接性的平衡的觀點而言，相對於導熱片總量，導熱片中包含的低熔點金屬成分的含有率較佳為0.1體積%～20體積%，更佳為0.5體積%～15體積%，進而佳為1體積%～10體積%。 於本揭示中，所謂導熱片中包含的低熔點金屬成分的含有率，是指配置於導熱層的表面的低熔點金屬成分及含有於導熱層的內部的低熔點金屬成分的合計含有率。
＜於25℃下為液狀的成分（B）＞ 本揭示的導熱片中包含的導熱層可含有於25℃下為液狀的成分（以下，亦稱為「液狀成分（B）」）。於本揭示中所謂「於25℃下為液狀」，是指於25℃下顯示出流動性與黏性，且作為顯示出黏性的尺度的黏度於25℃下為0.0001 Pa·s～1000 Pa·s的物質。於本揭示中所謂「黏度」，定義為於25℃下使用流變儀以5.0 s -1的剪切速度測定時的值。詳細而言，「黏度」是作為剪切黏度，使用安裝有錐板（直徑為40 mm、圓錐角為0°）的旋轉式剪切黏度計，於溫度25℃下測定。
液狀成分（B）於25℃下的黏度較佳為0.001 Pa·s～100 Pa·s，更佳為0.01 Pa·s～10 Pa·s。
液狀成分（B）只要於25℃下為液狀，則並無特別限制，較佳為高分子化合物（聚合物）。作為液狀成分（B），可列舉：聚丁烯、聚異戊二烯、聚硫醚、丙烯腈橡膠、矽酮橡膠、烴樹脂、萜烯樹脂、丙烯酸樹脂等。其中，就耐熱性的觀點而言，液狀成分（B）較佳為包含聚丁烯。液狀成分（B）可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
此處，聚丁烯是指將異丁烯或正丁烯聚合而獲得的聚合體。亦包含將異丁烯與正丁烯共聚而獲得的聚合體。作為結構，是指具有「-CH 2-C(CH 3) 2-」或「-CH 2-CH(CH 2CH 3)-」所表示的結構單元的聚合體。亦有時稱為聚異丁烯。聚丁烯只要包含所述結構即可，關於其他結構並無特別限制。
作為聚丁烯，可列舉丁烯的均聚物、及丁烯與其他單體成分的共聚物。作為與其他單體成分的共聚物的例子，例如可列舉異丁烯與苯乙烯的共聚物或異丁烯與乙烯的共聚物。共聚物亦可為無規共聚物、嵌段共聚物及接枝共聚物的任一種。
作為聚丁烯，例如可列舉日油股份有限公司的「日油聚丁烯 TM·emawetto（註冊商標）」、JXTG能源股份有限公司的「日石聚丁烯」、JXTG能源股份有限公司的「Tetrax」、JXTG能源股份有限公司的「haimoru」、及巴工業股份有限公司的「聚異丁烯」。
認為液狀成分（B）例如主要兼具耐熱性及耐濕度性優異的應力緩和劑與黏著性賦予劑來發揮功能。另外，藉由與後述的熱熔劑（D）併用，有可進一步提高凝聚力及加熱時的流動性的傾向。
就進一步提高黏著力、密接性、片強度、耐水解性等的觀點而言，導熱層中液狀成分（B）的含有率較佳為10體積%～55體積%，更佳為15體積%～50體積%，進而佳為20體積%～50體積%。 若液狀成分（B）的含有率為10體積%以上，則有進一步提高黏著性及密接性的傾向。若液狀成分（B）的含有率為55體積%以下，則有片強度及導熱性的下降可更有效地得到抑制的傾向。
＜丙烯酸酯系高分子（C）＞ 導熱片中包含的導熱層亦可含有丙烯酸酯系高分子（C）。認為丙烯酸酯系高分子（C）例如主要兼具黏著性賦予劑與如厚度恢復以追隨翹曲的彈性賦予劑來發揮功能。
丙烯酸酯系高分子（C）例如可較佳地使用將丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2-乙基己酯等作為主要的原料成分，視需要使丙烯酸甲酯等進行共聚而成的丙烯酸酯系高分子（所謂丙烯酸橡膠）。丙烯酸酯系高分子（C）可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
丙烯酸酯系高分子（C）的重量平均分子量較佳為100,000～1,000,000，更佳為250,000～700,000，進而佳為400,000～600,000。若重量平均分子量為100,000以上，則有膜強度優異的傾向，若為1,000,000以下，則有柔軟性優異的傾向。 重量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法並使用標準聚苯乙烯的校準曲線來測定。
丙烯酸酯系高分子（C）的玻璃轉移溫度（Tg）較佳為20℃以下，更佳為-70℃～0℃，進而佳為-50℃～-20℃。若玻璃轉移溫度為20℃以下，則有柔軟性及黏著性優異的傾向。 玻璃轉移溫度（Tg）可進行基於拉伸的動態黏彈性測定，並根據由此導出的tanδ來算出。
丙烯酸酯系高分子（C）可藉由內部添加而存在於導熱層整體，亦可藉由塗佈或含浸於表面而局部存在於表面。特別是若塗佈於單面或含浸於單面，則可僅對單面賦予強的黏性，因此就獲得操作性良好的片的方面而言較佳。
導熱層中丙烯酸酯系高分子（C）的含有率較佳為3體積%～25體積%，更佳為5體積%～20體積%，進而佳為7體積%～15體積%。
＜熱熔劑（D）＞ 導熱片中包含的導熱層亦可含有熱熔劑（D）。熱熔劑（D）具有提高導熱層的強度、及提高加熱時的流動性的效果。
作為熱熔劑（D），例如可列舉：芳香族系石油樹脂、萜烯酚樹脂、及環戊二烯系石油樹脂。另外，熱熔劑（D）亦可為氫化芳香族系石油樹脂、或氫化萜烯酚樹脂。熱熔劑（D）可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
其中，於使用聚丁烯作為液狀成分（B）的情況下，熱熔劑（D）較佳為包含選自由氫化芳香族系石油樹脂、及氫化萜烯酚樹脂所組成的群組中的至少一種。該些熱熔劑（D）的穩定性高，且與聚丁烯的相容性優異，因此於構成導熱層的情況下，有可達成更優異的導熱性、柔軟性、及操作性的傾向。
作為能夠市售獲取的氫化芳香族系石油樹脂，例如可列舉荒川化學工業股份有限公司的「alcon」、及出光興產股份有限公司的「imarv」。另外，作為能夠市售獲取的氫化萜烯酚樹脂，例如可列舉安原化工（Yasuhara chemical）股份有限公司的「Clearon」。另外，作為能夠市售獲取的環戊二烯系石油樹脂，例如可列舉日本瑞翁（zeon）股份有限公司的「Quinton」、及丸善石油化學股份有限公司的「Marukarez」。
熱熔劑（D）較佳為於25℃下為固形，軟化溫度為40℃～150℃。若使用熱塑性的樹脂作為熱熔劑（D），則熱壓接時的軟化流動性提高，結果有提高密接性的傾向。另外，若軟化溫度為40℃以上，則可保持室溫附近的凝聚力，結果有容易獲得所需的片強度且處理性優異的傾向。若軟化溫度為150℃以下，則熱壓接時的軟化流動性變高，結果有提高密接性的傾向。軟化溫度更佳為60℃～120℃。再者，軟化溫度可藉由環球法（JIS K 2207：1996）來測定。
就提高黏著力、密接性、片強度等的觀點而言，導熱層中的熱熔劑（D）的含有率較佳為3體積%～25體積%，更佳為5體積%～20體積%，進而佳為5體積%～15體積%。 若熱熔劑（D）的含有率為3體積%以上，則有黏著力、加熱流動性、片強度等變充分的傾向，若為25體積%以下，則有柔軟性變充分且操作性及耐熱循環性優異的傾向。
＜抗氧化劑（E）＞ 導熱片中包含的導熱層例如亦可出於賦予高溫時的熱穩定性的目的而含有抗氧化劑（E）。作為抗氧化劑（E），可列舉：酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、胺系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、肼系抗氧化劑、醯胺系抗氧化劑等。抗氧化劑（E）可根據所使用的溫度條件等來適宜選擇，更佳為酚系抗氧化劑。抗氧化劑（E）可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
作為能夠市售獲取的酚系抗氧化劑，例如可列舉艾迪科（ADEKA）股份有限公司的艾迪科斯塔波（Adekastab）AO-50、艾迪科斯塔波（Adekastab）AO-60、及艾迪科斯塔波（Adekastab）AO-80。
導熱層中的抗氧化劑（E）的含有率並無特別限制，較佳為0.1體積%～5體積%，更佳為0.2體積%～3體積%以下，進而佳為0.3體積%～1體積%以下。若抗氧化劑（E）的含有率為0.1體積%以上，則有可充分獲得抗氧化效果的傾向。若抗氧化劑（E）的含有率為5體積%以下，則有可抑制導熱層的強度降低的傾向。
＜其他成分＞ 導熱片中包含的導熱層亦可根據目的而含有石墨粒子（A）、低熔點金屬成分、液狀成分（B）、丙烯酸酯系高分子（C）、熱熔劑（D）、及抗氧化劑（E）以外的其他成分。例如，就阻燃性的觀點而言，導熱層亦可含有阻燃劑。阻燃劑並無特別限定，可自通常所使用的阻燃劑中適宜選擇。例如，可列舉紅磷系阻燃劑及磷酸酯系阻燃劑。其中，就安全性優異、藉由塑化效果而密接性提高的觀點而言，較佳為磷酸酯系阻燃劑。
作為紅磷系阻燃劑，除使用純粹的紅磷粒子以外，亦可出於提高安全性或穩定性的目的來使用施加各種塗佈者、進行母料化而成者等。具體而言，可列舉磷化學工業股份有限公司的novared、novaexcel、novakuel、novaperet（均為商品名）等。
作為磷酸酯系阻燃劑，可列舉：磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯等脂肪族磷酸酯；磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸三-二甲苯酯、磷酸甲苯二2,6-二甲苯酯、磷酸三(第三丁基化苯基)酯、磷酸三(異丙基化苯基)酯、磷酸三芳基異丙基化物等芳香族磷酸酯；磷酸間苯二酚雙二苯酯、雙酚A雙(磷酸二苯酯)、磷酸間苯二酚雙二-二甲苯酯等芳香族縮合磷酸酯等。 該些中就耐水解性優異、且藉由塑化效果而提高密接性的效果優異的觀點而言，較佳為雙酚A雙(磷酸二苯酯)。
導熱層中的阻燃劑的含有率並無限制，可以使阻燃性發揮的量使用，較佳為設為30體積%以下程度，就抑制由阻燃劑成分於導熱層的表面滲出而引起的熱阻的惡化的觀點而言，較佳為設為20體積%以下。
導熱片的平均厚度並無特別限制，可根據目的適宜選擇。導熱片的厚度可根據所使用的半導體封裝等的規格來適宜選擇。厚度越小則有熱阻越降低的傾向，厚度越大則有翹曲追隨性越提高的傾向。導熱片的平均厚度可為50 μm～3000 μm，就導熱性及密接性的觀點而言，較佳為100 μm～500 μm，更佳為100 μm～300 μm。導熱片的平均厚度是使用測微計隨機測定三個部位的厚度，作為其算術平均值來提供。
導熱片亦可於至少其中一面具有保護膜，較佳為於兩面具有保護膜。藉此可保護導熱片的黏著面。
保護膜例如可使用聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚萘二甲酸酯、甲基戊烯等樹脂膜，塗料紙、塗料布、及鋁等金屬箔。該些保護膜可單獨使用一種，亦可組合兩種以上而製成多層膜。保護膜較佳為以矽酮系、二氧化矽系等的脫模劑等進行表面處理。
導熱片的用途並無特別限定。本揭示的導熱片特別適於作為將半導體晶片設為發熱體並將散熱器設為散熱體時的介隔存在有半導體晶片與散熱器的導熱片（TIM1；Thermal Interface Material 1）。
使用圖1～圖3對導熱片的實施形態進行說明。本揭示的導熱片並不限定於以下的實施形態。 於圖1所示的導熱片1A中，粒子狀的低熔點金屬成分12A位於導熱層11的一個主表面，且粒子狀的低熔點金屬成分12C位於導熱層11的另一個主表面。 如圖2所示的導熱片1B中，於導熱層11的內部含有粒子狀的低熔點金屬成分12B。 如圖3所示的導熱片1中，包含低熔點金屬成分的金屬區域13A位於導熱層11的一個主表面，且包含粒子狀的低熔點金屬成分的金屬區域13C位於導熱層11的另一個主表面。
（導熱片的變形例） 本揭示的導熱片的變形例包括導熱層，所述導熱層含有選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種石墨粒子（A），於所述鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於所述橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於所述棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於使所述導熱片壓接於發熱體與散熱體之間時，於發熱體與導熱片的界面及散熱體與導熱片的界面的至少一者中，以氣體區域的面積相對於測定區域的面積的比例計算出的空隙率為0%～8%。
於使所述導熱片壓接於發熱體與散熱體之間的情況下，例如製成後述的散熱裝置時所述的空隙率為0%～8%。藉此，於對導熱片與發熱體或散熱體進行加熱壓接時產生的間隙（例如，來自導熱片的凹凸的間隙以及來自發熱體或散熱體的凹凸的間隙）被熔融的低熔點金屬成分填埋，因此接觸熱阻大幅降低。
就進一步降低接觸熱阻的觀點而言，所述的空隙率較佳為0%～6%，更佳為0%～4%。 於本揭示中，界面的空隙率可如以下般求出。首先，使用超音波圖像診斷裝置（例如，Insight-300，Insight股份有限公司），於反射法、35 MHz的條件下觀察界面的貼附狀態。算出未貼附的氣體區域的面積的比例，基於以下的式子求出界面的空隙率即可。 界面的空隙率（%）=100×（氣體區域的面積/測定區域的面積）
亦可適宜組合本揭示的導熱片的變形例與所述的本揭示的導熱片及其較佳的形態。例如，變形例的導熱片亦可更包含熔點為200℃以下的金屬成分。
〔導熱片的製造方法〕 導熱片的製造方法只要是可獲得具有所述結構的導熱片的方法，則並無特別限制。作為導熱片的製造方法，例如可列舉以下的方法。
於一實施形態中，導熱片的製造方法具有：準備含有石墨粒子（A）與任意的其他成分的組成物的步驟（亦稱為「準備步驟」）；以及使用所述組成物製作包含低熔點金屬成分的導熱片的步驟（亦稱為「製作步驟」）。
作為於導熱片中包含低熔點金屬成分的方法，並無特別限定，可列舉於組成物的製備時將低熔點金屬成分與石墨粒子（A）等混合的方法1、於導熱層形成後使低熔點金屬成分附著於導熱層的表面的至少一部分的方法2等。
作為方法1，例如於所述準備步驟中所準備的組成物可包含石墨粒子（A）、低熔點金屬成分及任意的其他成分。可藉由混合石墨粒子（A）、低熔點金屬成分及任意的其他成分來製備該組成物。於方法1中，製作導熱片的步驟可具有形成所述導熱層的步驟（亦稱為「形成步驟」）。
作為方法2，例如製作導熱片的步驟可具有形成所述導熱層的步驟（亦稱為「形成步驟」）、以及使低熔點金屬成分附著於所述導熱層的表面的至少一部分的步驟（亦稱為「附著步驟」）。
方法1及方法2中的形成步驟較佳為具有：對準備步驟中所準備的所述組成物進行片化而獲得片的步驟（亦稱為「片製作步驟」）；製作所述片的積層體的步驟（亦稱為「積層體製作步驟」）；以及對所述積層體的側端面進行切片的步驟（亦稱為「切片步驟」）。
於方法1中，藉由經過所述的切片步驟，獲得包含低熔點金屬成分的導熱片。視需要可於獲得包含低熔點金屬成分的導熱片後，使低熔點金屬成分附著於所述導熱層的表面的至少一部分（即，亦可併用方法1及方法2）。
於方法2中，較佳為進行使低熔點金屬成分附著於切片步驟中獲得的導熱層的表面的至少一部分的步驟（亦稱為「附著步驟」）。藉由經過附著步驟，可製造包含低熔點金屬成分的導熱片。
導熱片的製造方法亦可更具有將切片步驟中獲得的切片後的片（於具有附著步驟的情況下為包含低熔點金屬成分的導熱片）貼附於保護膜而進行層壓的步驟（亦稱為「層壓步驟」）。
藉由利用所述方法製造導熱片，容易形成有效的導熱路徑，因此有獲得高導熱性與密接性優異的導熱片的傾向。
＜準備步驟＞ 於準備步驟中，準備含有石墨粒子（A）與任意的其他成分（例如，低熔點金屬成分、於25℃下為液狀的成分（B）、丙烯酸酯系高分子（C）、熱熔劑（D）、抗氧化劑（E）、其他成分）的組成物。作為調配各成分的方法，只要能夠均勻地混合各成分，則可使用任一方法，並無特別限定。另外，組成物亦可獲取市售者來準備。關於組成物的製備的詳情，可參照日本專利特開2008-280496號公報的段落[0033]。
＜片製作步驟＞ 片製作步驟只要可對之前的步驟中獲得的組成物進行片化，則可利用任一方法來進行，並無特別限定。例如較佳為使用選自由軋製、按壓、擠出、及塗敷所組成的群組中的至少一種成形方法來實施。關於片製作步驟的詳情，可參照日本專利特開2008-280496號公報的段落[0034]。
＜積層體製作步驟＞ 積層體製作步驟是形成之前的步驟中獲得的片的積層體。積層體例如可依次將獨立的多張片重疊來製作，亦可折疊一張片來製作，亦可捲繞一張片來製作。關於積層體製作步驟的詳情，可參照日本專利特開2008-280496號公報的段落[0035]～段落[0037]。
＜切片步驟＞ 切片步驟只要可對之前的步驟中獲得的積層體的側端面進行切片，則可為任一方法，並無特別限定。藉由於導熱層的厚度方向貫通的石墨粒子（A）形成極其有效的導熱路徑，進一步提高導熱性，就所述觀點而言，較佳為以石墨粒子（A）的質量平均粒子徑的2倍以下的厚度進行切片。關於切片步驟的詳情，可參照日本專利特開2008-280496號公報的段落[0038]。
＜附著步驟＞ 附著步驟只要可使低熔點金屬成分附著於切片步驟中獲得的導熱層的表面的至少一部分，則可為任一方法，並無特別限定。例如，可將熔點為200℃以下的金屬粒子塗敷於導熱層的表面的至少一部分，亦可藉由塗佈、蒸鍍、濺鍍等方法使低熔點金屬成分附著。
＜層壓步驟＞ 層壓步驟只要將切片步驟中獲得的切片後的片（於具有附著步驟的情況下，為包含低熔點金屬成分的導熱片）貼附於保護膜，則可為任一方法，並無特別限定。
〔散熱裝置〕 本揭示的散熱裝置是如下裝置：包括發熱體、散熱體、以及配置於所述發熱體及所述散熱體之間的本揭示的導熱片，關於所述導熱層，包含低熔點金屬成分的金屬區域處於位於所述發熱體側的主表面及位於所述散熱體側的主表面的至少一個主表面的至少一部分。較佳為金屬區域分別處於位於發熱體側的主表面的至少一部分及位於散熱體側的主表面的至少一部分，更佳為金屬區域分別處於位於發熱體側的主表面的與發熱體相向的區域及位於散熱體側的主表面的與散熱體相向的區域。
包含低熔點金屬成分的金屬區域可為層狀，亦可散佈於導熱片的主表面。所述金屬區域只要位於導熱片的主表面的至少一部分即可，亦可進而含有於導熱片的內部。
作為發熱體，可列舉：半導體晶片、半導體封裝、功率模組等。作為散熱體，可列舉：散熱器、散熱片、水冷管等。
就降低接觸熱阻及導熱性的觀點而言，金屬區域的最大厚度於單面亦可為3 μm～20 μm，亦可為5 μm～15 μm。藉由最大厚度為20 μm以下，有可抑制相當於金屬自身的導熱率量的本體熱阻的上升的傾向。藉由最大厚度為3 μm以上，可充分地獲得填埋對導熱片與被黏物進行加熱壓接時產生的間隙的效果，有更佳地降低接觸熱阻的傾向。 亦可藉由使用電子顯微鏡，觀察測定對象的剖面來測定導熱層的最大厚度及金屬區域的最大厚度。或者，亦可使用測微計來測定導熱層的最大厚度，亦可藉由測定導熱層的最大厚度及包括金屬區域的導熱片的最大厚度，自該導熱片的最大厚度減去導熱層的最大厚度，來測定金屬區域的最大厚度。
以下，使用圖4對散熱裝置的一例進行更具體的說明。對使用半導體晶片作為發熱體、使用散熱器作為散熱體的散熱裝置進行說明。半導體晶片及散熱器分別是發熱體及散熱體的一例，本揭示並不限定於該些。使導熱片1的其中一面密接於半導體晶片2，使另一面密接於散熱器3（散熱體）來使用。半導體晶片2是使用填底膠材5而被固定於基板4，散熱器3是藉由密封材6而固著於基板4，藉由按壓來提高導熱片1與半導體晶片2及散熱器3的密接性。再者，無須相對於一張導熱片1而發熱體及散熱體分別為一個。例如，可相對於一張導熱片1而設置多個半導體晶片2，亦可相對於多張導熱片1而設置一個半導體晶片2，抑或可相對於多張導熱片1而設置多個半導體晶片2。包含低熔點金屬成分的金屬區域位於導熱片1的半導體晶片2側的主表面及導熱片1的散熱器3側的主表面。例如，亦可如圖3所示的導熱片1般金屬區域13A及金屬區域13C分別位於導熱片1的半導體晶片2側的主表面及導熱片1的散熱器3側的主表面。進而，金屬區域13A可與散熱器3接觸，金屬區域13C可與半導體晶片2接觸。
散熱裝置是使本揭示的導熱片配置於發熱體與散熱體之間而成。藉由經由導熱片而積層發熱體與散熱體，可效率良好地將來自發熱體的熱傳導至散熱體。藉由可效率良好地進行導熱，可提供於散熱裝置的使用中壽命提高、於長期使用中亦穩定地發揮功能的散熱裝置。
可特佳地使用導熱片的溫度範圍例如可為-40℃～150℃，亦可為-10℃～100℃，亦可為-10℃～80℃。由此，作為發熱體，例如可列舉半導體封裝、顯示器、發光二極體（light emitting diode，LED）、電燈、汽車用功率模組及產業用功率模組作為較佳的發熱體的例子。
作為散熱體，例如可列舉：鋁或銅的鰭片、利用板等的散熱片、連接於熱管的鋁或銅的塊、利用泵使冷卻液體於內部循環的鋁或銅的塊、以及帕耳帖（Peltier）元件及包括其的鋁或銅的塊。
散熱裝置藉由使導熱片的各個面與發熱體及散熱體接觸來構成。使發熱體與導熱片的其中一面接觸的方法、及使散熱體與導熱片的另一面接觸的方法只要為可將各個以充分地密接的狀態固定的方法，則並無特別限制。
例如可列舉以下方法：將導熱片配置於發熱體與散熱體之間，並利用能夠加壓至0.05 MPa～1 MPa程度的夾具加以固定，於該狀態下使發熱體發熱，或者利用烘箱等加熱至80℃～200℃左右（例如，低熔點金屬成分的熔點以上的溫度）。另外，可列舉使用可於80℃～200℃、0.05 MPa～1 MPa下進行加熱加壓的按壓機的方法。該方法中較佳的壓力的範圍為0.10 MPa～1 MPa，較佳的溫度的範圍為100℃～180℃。藉由將壓力設為0.10 MPa以上或將加熱溫度設為100℃以上，有可獲得優異的密接性的傾向。另外，藉由壓力為1 MPa以下或加熱溫度為180℃以下，有進一步提高密接的可靠性的傾向。認為這是因為可抑制導熱片被過度壓縮而厚度變薄，或周邊構件的應變或殘留應力變得過大。
作為配置於發熱體與散熱體之間的導熱片，只要是所述的導熱片，則並無特別限定。例如亦可將圖1～圖3所示的導熱片配置於發熱體與散熱體之間。
於使用圖1所示的導熱片1A的情況下，藉由於發熱體與散熱體之間配置導熱片1A的狀態下進行加熱加壓，位於導熱片1A的主表面的低熔點金屬成分12A及低熔點金屬成分12C熔融。對導熱片1A與發熱體及散熱體進行加熱壓接時產生的間隙被熔融的低熔點金屬成分（相當於金屬區域）填埋。藉此，可減少導熱片與發熱體或散熱體之間的間隙，接觸熱阻大幅降低。
於使用圖2所示的導熱片1B的情況下，藉由於發熱體與散熱體之間配置導熱片1B的狀態下進行加熱加壓，導熱片1B的內部所含有的低熔點金屬成分12B熔融，容易滲出至導熱片1B的表面。藉此，對導熱片1B與發熱體及散熱體進行加熱壓接時產生的間隙被熔融且滲出的低熔點金屬成分（相當於金屬區域）填埋。藉此，可減少導熱片與發熱體或散熱體之間的間隙，接觸熱阻大幅降低。
如以上般，藉由使用圖1及圖2所示的導熱片1A及導熱片1B製造散熱裝置，導熱片與發熱體或散熱體之間的間隙由粒子狀的低熔點金屬成分熔融。結果，藉由該間隙被來自低熔點金屬成分的金屬區域充滿，能夠大幅降低接觸熱阻。於使用圖1及圖2所示的導熱片1A及導熱片1B製造散熱裝置的情況下，散熱裝置中包含的導熱片成為如下形態：如圖3所示於導熱層的兩個主表面具有來自低熔點金屬成分的金屬區域，且位於兩個主表面的該金屬區域分別與發熱體及散熱體進行面接觸。
於使用圖3所示的導熱片1的情況下，藉由於發熱體與散熱體之間配置導熱片1的狀態下進行加熱加壓，金屬區域13A及金屬區域13C熔融。對導熱片1與發熱體及散熱體進行加熱壓接時產生的間隙被熔融的金屬區域13A及金屬區域13C填埋。藉此，可減少導熱片與發熱體或散熱體之間的間隙，接觸熱阻大幅降低。
關於導熱片，相對於配置於發熱體與散熱體之間進行壓接之前的初期厚度而言的、於壓接後進一步減少的厚度的比例（壓縮率）亦可為1%～35%。
固定時除使用夾子以外亦可使用螺桿、彈簧等夾具，就使密接持續的方面而言，較佳為利用接著劑等通常所使用的手段進而進行固定。
（散熱裝置的變形例） 本揭示的散熱裝置的變形例包括發熱體、散熱體、以及配置於所述發熱體及所述散熱體之間的所述的變形例中的導熱片，於所述發熱體與所述導熱片的界面及所述散熱體與所述導熱片的界面中的至少一者中，以氣體區域的面積相對於測定區域的面積的比例計算出的空隙率為0%～8%。
於發熱體與散熱體之間配置有所述導熱片的散熱裝置中，所述空隙率為0%～8%。藉此，於對導熱片與發熱體或散熱體進行加熱壓接時產生的間隙（例如，來自導熱片的凹凸的間隙及來自發熱體或散熱體的凹凸的間隙）被熔融的低熔點金屬成分填埋，因此接觸熱阻大幅降低。
亦可適宜組合本揭示的散熱裝置的變形例與所述的本揭示的散熱裝置及其較佳的形態。例如於變形例的散熱裝置中，對於導熱層，包含低熔點金屬成分的金屬區域亦可處於位於發熱體側的主表面及位於散熱體側的主表面的至少一個主表面的至少一部分。 [實施例]
以下，藉由實施例來對本發明進行詳細說明，但本發明並不限定於該些實施例。
〔實施例1及實施例2〕 以成為表1所示的混合比率（體積%）的方式將下述材料投入至捏合機混練機（森山（Moriyama）股份有限公司，DS3-SGHM-E型加壓雙臂型捏合機），於溫度150℃的條件下進行混練，從而獲得組成物。
＜石墨粒子（A）＞ （A）-1：鱗片狀的膨脹石墨粒子（昭和電工材料股份有限公司的「HGF-L」，質量平均粒子徑：270 μm，藉由使用所述X射線繞射測定的方法來確認結晶中的六員環面配向於鱗片狀粒子的面方向）。 ＜液狀成分（B）＞ （B）-1：異丁烯-正丁烯共聚物（日油股份有限公司的「日油聚丁烯 TM·emawetto（註冊商標），grade 30N」） （B）-2：異丁烯的均聚物（新日本石油股份有限公司的「Tetrax 6T」） ＜丙烯酸酯系高分子（C）＞ （C）-1：丙烯酸酯共聚樹脂（丙烯酸丁酯/丙烯酸乙酯/丙烯腈/丙烯酸共聚物，重量平均分子量：53萬，Tg=-39℃） ＜熱熔劑（D）＞ （D）-1：氫化石油樹脂（荒川化學工業股份有限公司的「alcon P90」） ＜抗氧化劑（E）＞ （E）-1：受阻酚系抗氧化劑（艾迪科（ADEKA）股份有限公司的「艾迪科斯塔波（Adekastab）AO-60」）
（導熱層的製作） 將混練而獲得的組成物放入至擠出成形機（派克（Parker）股份有限公司，商品名：HKS40-15型擠出機），並擠出為寬20 cm、厚1.5 mm～1.6 mm的平板形狀而獲得一次片。使用40 mm×150 mm的模具刀對所獲得的一次片進行按壓衝壓，並積層61張經衝壓的片，以高度成為80 mm的方式夾持高度80 mm的間隔件而在積層方向以90℃施加30分鐘的壓力，從而獲得40 mm×150 mm×80 mm的積層體。繼而，利用木工用切片機對該積層體的80 mm×150 mm的側端面進行切片來獲得厚0.11 mm的導熱層。
（導熱片的製作） 對於如所述般獲得的導熱層的兩個主表面，塗敷焊料粒子（成分Sn-Bi（錫-鉍合金），錫-鉍合金粉（Tin bismuth Alloy Powder）（伍恩加有限公司（5N Plus Inc.）製造）MCP137（熔點137℃），平均粒子徑：10 μm）。藉此，獲得於導熱層的兩個主表面附著有焊料粒子的導熱片。附著於導熱片的焊料粒子的區域的最大厚度如表1所示般。
〔實施例3及實施例4〕 於實施例1及實施例2中，代替對導熱層的兩個主表面塗敷焊料粒子的處理，於導熱層製作的混練過程中向組成物中添加焊料粒子（成分Sn-Bi（錫-鉍合金），熔點137℃），以成為表1所示的混合比率（體積%）的方式製備組成物，除此以外藉由與實施例1及實施例2相同的步驟進行混練、積層、按壓、及切片，從而製作導熱層。於實施例3及實施例4中，將包含焊料粒子的導熱層用作導熱片。
〔比較例1〕 對於表1所示的各材料，以成為表1的混合比率（體積%）的方式，藉由與實施例1～實施例4相同的步驟進行混練、積層、按壓、及切片，從而製作導熱層。於比較例1中，未使用焊料粒子而將導熱層用作導熱片。
[表1]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1
低熔點金屬成分的使用 附著於表面 添加至組成物中 未使用
石墨粒子（A） （A）-1 33.8 33.8 32.8 28.8 33.8
液狀成分（B） （B）-1 28.4 28.4 28.4 28.4 28.4
（B）-2 13.1 13.1 13.1 13.1 13.1
丙烯酸酯系高分子（C） （C）-1 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
熱熔劑（D） （D）-1 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3
抗氧化劑（E） （E）-1 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
低熔點金屬成分 Sn-Bi 0 0 1.0 5.0 0
合計體積% 100 100 100 100 100
附著的低熔點金屬成分的最大厚度（μm） 8 14 - - -
於實施例1～實施例4及比較例1的導熱片中，各評價藉由以下方法來進行。將結果示於表2及圖5。
（熱阻的測定） 使用桌上型氙閃光分析儀（LFA 467 Hyper Flash）測定熱阻。將衝壓成Φ14 mm的實施例1～實施例4或比較例1的導熱片夾於1 mm的銅板，製作三層結構的樣品。作為樣品製作條件，於溫度150℃、壓力120 psi下加壓3分鐘後，於常溫下充分冷卻。另外，作為測定的前處理，利用碳噴霧對銅表面施加黑化處理並進行測定。獲得自三層結構中除去銅板成分的影響的導熱率λ，由所獲得的導熱率λ與厚度t，利用以下的式子如以下般算出每單位面積（1 cm 2）的熱阻值X（K·cm 2/W）。 X=（10×t）/λ t：實施例1～實施例4或比較例1的導熱片的厚度（mm） λ：導熱率（W/m·K）
（界面的空隙率的評價） 於利用（熱阻的測定）中記載的方法而製作的三層結構的樣品中，關於界面的空隙率的評價，如以下般進行評價。使用超音波圖像診斷裝置（Insight-300，Insight股份有限公司），於反射法、35 MHz、增益電平為10 dB、對比度臨限值為30%～70%的條件下觀察界面的貼附狀態。進而，藉由圖像分析軟體（ImageJ）對該圖像進行二值化（具體而言，將直方圖的0～83作為黑色部、84～255作為白色部進行黑白化），算出Φ11 mm的面積（測定區域的面積）中未貼附的氣體區域的面積的比例，基於以下的式子求出界面的空隙率（%）。 界面的空隙率（%）=100×（氣體區域的面積/測定區域的面積）
（厚度的評價） 使用測微計，測定壓縮前的導熱片的最大厚度（表2中的「壓縮前的厚度」）、壓縮前的金屬區域的最大厚度（表2中的「壓縮前的金屬區域的厚度」）及壓縮後的導熱片的最大厚度（表2中的「壓縮後的厚度」）。關於壓縮前的金屬區域的最大厚度，分別求出壓縮前的導熱層的最大厚度及壓縮前的導熱片的最大厚度，自壓縮前的導熱片的最大厚度減去壓縮前的導熱層的最大厚度，藉此求出金屬區域的最大厚度。
[表2]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1
熱阻 K·cm 2/W 0.114 0.089 0.101 0.097 0.115
壓縮前的厚度 mm 0.119 0.125 0.115 0.107 0.111
壓縮前的金屬區域的厚度 μm 8 14 - - -
壓縮後的厚度 mm 0.102 0.095 0.101 0.094 0.092
界面的空隙率 % 1 0 3 1 9
如實施例1～實施例4及比較例1所示，藉由使用低熔點金屬成分，能夠降低導熱片的熱阻。 進而，藉由降低界面的空隙率，能夠降低導熱片的熱阻。
PCT/JP2022/028527的揭示的整體藉由參照而併入本說明書中。 本說明書中所記載的所有文獻、專利申請案、及技術規格是與具體且分別記載各文獻、專利申請案、及技術規格藉由參照而併入的情況相同程度地，藉由參照而併入本說明書中。
1:導熱片 1A:導熱片 1B:導熱片 2:半導體晶片 3:散熱器 4:基板 5:填底膠材 6:密封材 11:導熱層 12A:低熔點金屬成分 12B:低熔點金屬成分 12C:低熔點金屬成分 13A:金屬區域 13C:金屬區域
圖1是作為本發明的一實施形態的、粒子狀的低熔點金屬成分位於導熱層的主表面的導熱片的概略結構圖。 圖2是作為本發明的一實施形態的、粒子狀的低熔點金屬成分位於導熱層的內部的導熱片的概略結構圖。 圖3是作為本發明的一實施形態的、包含低熔點金屬成分的金屬區域位於導熱層的主表面的導熱片的概略結構圖。 圖4表示作為本發明的一實施形態的、發熱體為半導體晶片且散熱體為散熱器的散熱裝置的概略剖面圖。 圖5是表示於實施例1～實施例4及比較例1中，藉由圖像分析而得的界面的狀態的圖。
1A:導熱片
11:導熱層
12A:低熔點金屬成分
12C:低熔點金屬成分

Claims (12)

  1. 一種導熱片，包括導熱層，所述導熱層含有選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種石墨粒子（A），於所述鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於所述橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於所述棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，且 所述導熱片包含熔點為200℃以下的金屬成分。
  2. 如請求項1所述的導熱片，其中所述金屬成分為粒子狀。
  3. 如請求項1或2所述的導熱片，其中所述金屬成分位於所述導熱層的主表面的至少一部分。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的導熱片，其中所述金屬成分的熔點為60℃以上。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的導熱片，其中所述金屬成分包含選自由錫、鉍、銦、鋅、鉛、鎵、鎘、鉈、及銻所組成的群組中的至少一種元素。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的導熱片，其中所述導熱層中的所述石墨粒子（A）與碳纖維的質量比即石墨粒子（A）：碳纖維為100：0～100：30。
  7. 一種導熱片，包括導熱層，所述導熱層含有選自由鱗片狀粒子、橢圓體狀粒子及棒狀粒子所組成的群組中的至少一種石墨粒子（A），於所述鱗片狀粒子的情況下面方向配向於厚度方向，於所述橢圓體狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，於所述棒狀粒子的情況下長軸方向配向於厚度方向，所述導熱片中， 於使所述導熱片壓接於發熱體與散熱體之間時，於所述發熱體與所述導熱片的界面及所述散熱體與所述導熱片的界面中的至少一者中，以氣體區域的面積相對於測定區域的面積的比例計算出的空隙率為0%～8%。
  8. 一種散熱裝置，包括發熱體、散熱體、以及配置於所述發熱體及所述散熱體之間的如請求項1至6中任一項所述的導熱片， 於所述導熱層中，包含所述金屬成分的金屬區域處於位於所述發熱體側的主表面及位於所述散熱體側的主表面的至少一個主表面的至少一部分。
  9. 一種散熱裝置，包括發熱體、散熱體、以及配置於所述發熱體及所述散熱體之間的如請求項1至7中任一項所述的導熱片， 於所述發熱體與所述導熱片的界面及所述散熱體與所述導熱片的界面中的至少一者中，以氣體區域的面積相對於測定區域的面積的比例計算出的空隙率為0%～8%。
  10. 一種導熱片的製造方法，製造如請求項1至6中任一項所述的導熱片，所述導熱片的製造方法具有： 準備含有所述石墨粒子（A）的組成物的步驟；以及使用所述組成物而製作包含所述金屬成分的導熱片的步驟。
  11. 如請求項10所述的導熱片的製造方法，其中製作所述導熱片的步驟具有：形成所述導熱層的步驟；以及使所述金屬成分附著於所述導熱層的表面的至少一部分的步驟。
  12. 如請求項10或11所述的導熱片的製造方法，其中準備所述組成物的步驟中所準備的所述組成物含有所述石墨粒子及所述金屬成分。
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