TWI592208B - 易變形性凝集物及其製造方法、導熱性樹脂組成物、導熱性構件及其製造方法、及導熱性接合片 - Google Patents

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Description

易變形性凝集物及其製造方法、導熱性樹脂組成物、導熱性構件及其製造方法、及導熱性接合片
本發明係關於具有導熱性之易變形性凝集體及其製造方法、含有此易變形性凝集體之導熱性樹脂組成物、使用此導熱性樹脂組成物所製造之導熱性構件及其製造方法、及導熱性接合片。
近年來電子領域的發展卓越,特別是電子機器的小型化、輕量化、高密度化、及高輸出化不斷進展,對於這些性能的要求也不斷提高。為了電子回路的高密度化,被要求要有高絕緣性可靠度及小型化。此外,為了防止伴隨著電子機器的高輸出化之發熱所造成之電子機器的劣化,散熱性之提升被強力要求。
於電子領域中,因高分子材料適合被使用來作為絕緣材料,故為了提升散熱性,期望提升高分子材料的導熱性。高分子材料的導熱性(散熱性)之提升雖有其極限,但藉由將導熱性粒子混入高分子材料,可提升導熱 性(散熱性)。此種材料能適合利用於具有導熱性之接合片或黏著片等導熱性構件等。
例如,專利文獻1揭示一種成形用樹脂,其含有層狀矽酸鹽均勻分散而成之奈米複合聚醯胺樹脂,及導熱性無機填料。導熱性無機填料可列舉出:氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽、氧化鋅、氮化硼、碳化矽、及氮化矽等。
其中,導熱性無機填料的導熱性被要求提升至能以比過去還少的使用量賦予成形體導熱性。
專利文獻2揭示一種得到平均粒徑為3~85μm的球狀複合粒子之方法,其係藉由將平均粒徑為10μm以下的高導熱性粒子造粒並燒結,來使導熱性提升。
具體而言,係提出在以矽烷偶合劑或熱硬化性樹脂對氧化鋁、氮化鋁、或結晶性二氧化矽等導熱性粒子進行塗布處理後,以800℃以上,較佳為1000~2800℃之接近導熱性粒子的熔點之溫度燒結,得到球狀複合粒子之方法(參照段落[0009]、[0021]~[0022]、[0028]~[0032])。
專利文獻2中記載,為了提高複合粒子的凝集力而進行燒結。然而,在造粒後以接近導熱性粒子之熔點的溫度進行燒結的結果,會造成造粒時使用之黏合劑消失。因此,燒結後的複合粒子之凝集力絕對不高,燒結後的複合粒子較脆而無法維持造粒狀態,並容易崩壞。
假設若以比熔點高之溫度充分燒結,雖然因導熱性粒子彼此進行融合一體化,而可得到高凝集力之物,但融合一體化的結果,會造成巨大的硬粒子。
專利文獻3揭示一種粉體組成物,其係將包含氧 化鋁、氧化鎂、氮化硼、或氮化鋁等無機質粉末與熱硬化性樹脂組成物,加工成粉末、造粒粉末、或顆粒而成。然而,因所使用之無機質粉末的尺寸大,且使用熱硬化性樹脂組成物,於凝集體內樹脂會硬化,可得到具穩固結合之硬的粉體組成物。
專利文獻4揭示一種氮化鋁之製造方法,其係將以表面改質劑被覆氧化鋁粒子粉末的表面,再讓碳粉末附著於其表面而得到之複合粒子粉末,在氮氣環境下於1350~1750℃加熱燒成(參照[申請專利範圍],段落[0034]、[0042]、[0046]~[0049]」)。
專利文獻5揭示一種球狀氮化鋁燒結粉末,其平均粒徑為10~500μm,且氣孔率為0.3%以上。具體而言係記載一種球狀氮化鋁燒結粉末之製造方法,其係將一次粒徑為0.1~0.8μm的粉末之含量為總量的10質量%以上之氮化鋁粉末與含有氧化鋰或氧化鈣等燒結助劑之漿液進行噴霧乾燥,接著在1400~1800℃燒成(參照請求項1、4,段落[0035])。
專利文獻4、5也跟專利文獻2一樣,於高溫進行燒結,因燒結助劑等與氮化鋁穩固地結合,而可得到硬的氮化鋁粒子之凝集體,或燒結並一體化而成之巨大且硬的氮化鋁粒子。
專利文獻6揭示一種二次凝集體,其係使鱗片狀氮化硼的一次粒子等向凝集而成。
具體而言,係揭示一種得到二次凝集體之方法,其係在1800℃左右煅燒鱗片狀氮化硼後,將粉碎得到之一次粒子所構成的顆粒在2000℃燒成,其氣孔率為50%以 下,平均氣孔徑為0.05~3μm(參照段落[0014]、[0026]、[0027])。
專利文獻7揭示一種球狀氮化硼凝集體,其係將不規則形狀的非球狀氮化硼粒子凝集而成。
專利文獻8揭示一種氮化矽質燒結體。
專利文獻9揭示一種經燒結處理而成之球狀氧化鋅粒子粉末。
專利文獻10揭示一種氮化硼粒子與碳纖維組合而成之導熱性複合材料。
然而,隨著對散熱的要求提高,以往的導熱性粒子或其造粒體已無法充分回應該要求。
因此,需要一種導熱性賦予材料,其能以更少的使用量賦予與過去相同程度之導熱性,或能以與過去相同程度之使用量賦予更高的導熱性。
另一方面,作為使用導熱性粒子之導熱性構件,例如於專利文獻11、12揭示使用無機粒子之導熱性接合片。為了提高此種導熱性構件之導熱性,提高粒子的填充率雖然有效,然而因伴隨著粒子量的增加,高分子材料的量會減少,造成成膜性及基材追隨性降低。特別在接合片用途,由於填充率高使接著成分減少,因而喪失接著性。
專利文獻13、14揭示為了以低粒子填充率之狀態形成粒子之接觸(導熱路徑),對導熱性構件施加磁場或電場以控制粒子配向之方法。然而,此種手法在考慮到工業化時並不實用。
專利文獻15揭示,在塗膜中接近地配置二次粒 子使形成三次集合體,以低填充量展現高導熱性之方法。此文獻中,使用矽烷偶合劑作為造粒用之黏著劑,以150℃乾燥二次粒子4小時以上使其進行偶合反應,在提升了作為造粒體之操作性的另一方面,失去了粒子的柔軟性。因此,導熱性及接著強度都不充分。
如上述般,使用過去的導熱性粒子或其二次粒子(凝集體)之導熱性樹脂組成物,要達成高導熱性與優良的成膜性、以及得到之薄膜的基材追隨性是有困難的。
又,在接合片用途中,使用過去的導熱性粒子或其二次粒子(凝集體)之導熱性樹脂組成物,要達成高導熱性與優良的成膜性、以及得到之薄膜的基材追隨性與接著性是有困難的。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
專利文獻1 日本特開2006-342192號公報
專利文獻2 日本特開平9-59425號公報
專利文獻3 日本特開2000-239542號公報
專利文獻4 日本特開2006-256940號公報
專利文獻5 日本特開2006-206393號公報
專利文獻6 日本特開2010-157563號公報
專利文獻7 日本特表2008-510878號公報
專利文獻8 日本特開2007-039306號公報
專利文獻9 日本特開2009-249226號公報
專利文獻10 國際公開第WO00/44823號
專利文獻11 日本特開平6-162855號公報
專利文獻12 日本特開2004-217861號公報
專利文獻13 日本特開2006-335957號公報
專利文獻14 日本特開2007-332224號公報
專利文獻15 日本特開2010-84072號公報
本發明之目的係提供一種導熱性賦予材料,其能以較少的使用量賦予與過去相同程度之導熱性,或能以與過去相同程度之使用量賦予更高的導熱性。
本發明之目的還提供一種導熱性樹脂組成物,其係具有高導熱性,並具有優良的成膜性,於基材上成膜時具有優良的基材追隨性。
本發明之目的還提供一種具有高導熱性之導熱性構件。
本發明係關於以有機黏著劑凝集球狀導熱性粒子而成、對壓力容易變形、但不易崩壞之凝集體。
亦即本發明係關於一種易變形性凝集體(D),其係包含100質量份的平均一次粒徑為0.1~10μm之導熱性粒子(A),與0.1~30質量份的有機黏著劑(B),其平均粒徑為2~100μm,壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力為5mN以下。
本發明還關於一種導熱性樹脂組成物(G),其係包含20~90體積%的上述之易變形性凝集體(D)、10~80體積%的黏合樹脂(E)、及溶解黏合樹脂(E)之溶劑(F)。
本發明還關於一種導熱性構件(H),其係包含自上述導熱性樹脂組成物(G)除去溶劑(F)所形成之導熱層。
本發明還關於一種導熱性構件(I),其係將上述導熱性構件(H)加壓所形成。
本發明之易變形性凝集體,係能以較少的使用量對導熱性構件賦予與過去相同程度之導熱性,或能以與過去相同程度之使用量對導熱性構件賦予更高導熱性之導熱性賦予材料。
圖1為顯示使用有機黏著劑(B)使平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)、平均一次粒徑為10μm之導熱性粒子(A)、或平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)凝集而成之平均粒徑10μm的易變形性凝集體(D)之壓縮變形率與壓縮力之關係的圖表。
圖2為平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)之SEM相片的範例。
圖3a為含有使用有機黏著劑(B)將平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)凝集而成之平均粒徑10μm的易變形性凝集體(D)之熱硬化性片材之SEM平面相片的範例。
圖3b為將圖3a的熱硬化性片材在加壓下熱硬化而成之硬化物的SEM平面相片。
圖3c為將圖3a的熱硬化性片材在加壓下熱硬化而成之硬化物的SEM截面相片。
圖4為平均一次粒徑10μm之導熱性粒子(A)的SEM相片之範例。
圖5為使用有機黏著劑(B)將平均一次粒徑為1μ m之導熱性粒子(A)與碳材料(J)凝集而成之平均粒徑10μm的易變形性凝集體(D)之SEM相片的範例。
〔實施發明之形態〕
「易變形性凝集體(D)」
本發明之易變形性凝集體(D)係包含:100質量份的平均一次粒徑為0.1~10μm之導熱性粒子(A),及0.1~30質量份的有機黏著劑(B),其平均粒徑為2~100μm,壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力為5mN以下。
本發明中「易變形性」係指壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力為5mN以下。
「壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力」係以壓縮試驗測定,要讓粒子變形10%所需的荷重之平均值。其能以例如微小壓縮試驗機(島津製作所股份有限公司製,MCT-210)測定。
具體而言,能如下述般進行測定。
用顯微鏡放大觀察測定對象的極少量試料,選擇任意一粒,將此測定對象粒子移動到加壓壓頭下部,對加壓壓頭施加負荷,使測定對象粒子壓縮變形。試驗機於加壓壓頭的上部具備用於測量測定對象粒子的壓縮位移之檢測器。以檢測器測量測定對象粒子之壓縮位移,求取變形率。然後,求取將測定對象粒子壓縮變形10%所需要的壓縮力(以下也簡稱為「10%壓縮變形力」)。對任意的其它測定對象粒子同樣進行,求取「10%壓縮變形力」,取10個測定對象粒子的「10%壓縮變形力」之平均值作為「壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力」。
其中,本發明之易變形性凝集體(D)係如後述般為複數個小導熱性粒子(A)集合之狀態,於壓縮變形率之測定中係以凝集體作為一粒的單位。
圖2係平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)的SEM相片的範例。圖4係平均一次粒徑10μm之導熱性粒子(A)的SEM相片的範例。
圖1係顯示圖2及圖4的SEM相片所示之未凝集之導熱性粒子(A),與示於圖2的SEM相片之導熱性粒子(A)所凝集而成之平均粒徑10μm的易變形性凝集體(D)之壓縮變形率與壓縮力的關係之圖表。易變形性凝集體(D)的大小係與示於圖4之導熱性粒子(A)的大小同程度。
如圖1所示,為了要讓未凝集之導熱性粒子(A)進行極少量的變形需要很大的力。另一方面,在將示於圖2之大小的導熱性粒子(A)凝集成與圖4之導熱性粒子(A)相同程度之大小的情形,如圖1所示,以小的力即可變形。
亦即本發明之凝集體(D)具有「易變形性」。
圖3a係含有使用有機黏著劑(B)將平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)凝集而成之平均粒徑10μm的易變形性凝集體(D)之熱硬化性片材(導熱性構件(H))的SEM平面相片的範例。
圖3b係將圖3a的熱硬化性片材在加壓下熱硬化而成之硬化物的SEM平面相片,圖3c係同一硬化物的SEM截面相片。
由圖3a~圖3c也可確認本發明之凝集體(D)為具有 「易變形性」之凝集體。
其中,關於因本發明之凝集體(D)為「易變形性」而具優良導熱性之理由容後詳述。
(導熱性粒子(A))
導熱性粒子(A)只要是具有導熱性之物,即無特別限定,可列舉出例如:氧化鋁、氧化鈣、及氧化鎂等金屬氧化物;氮化鋁、及氮化硼等金屬氮化物;氫氧化鋁、及氫氧化鎂等金屬氫氧化物;碳酸鈣、及碳酸鎂等碳酸金屬鹽;矽酸鈣等矽酸金屬鹽;水合金屬化合物;結晶性二氧化矽、非結晶性二氧化矽、碳化矽、及該等之複合物;金、及銀等金屬;及碳黑、及石墨烯等碳材料等。
可以使用該等中之單獨1種,也可併用2種以上。
在使用於電子回路等電子材料用途等之情形,導熱性粒子(A)較佳具有絕緣性,較佳為金屬氧化物及金屬氮化物,其中從導熱率的觀點考量,更佳為氧化鋁、氮化鋁、及氮化硼。
在將所得到的易變形性凝集體(D)使用於電子材料用途等之情形,導熱性粒子(A)特佳為不易水解之氧化鋁。
又,若使用經預先施行提升耐水解性處理的氮化鋁 等金屬氮化物作為導熱性粒子(A)來得到易變形性凝集體(D),則所得到的易變形性凝集體(D)也可使用於電子材料用途等。
導熱性粒子(A)的形狀並無特別限定,可列舉出例如:球狀、扁球狀、板狀、多角形、鱗片狀、及不定形等。
也可併用2種以上形狀不同之導熱性粒子(A)。
導熱性粒子(A)就所得到之易變形性凝集體(D)的空隙少且容易變形的點考量,較佳為球狀。
若使用球狀粒子,則可得到空隙少的緊密易變形性凝集體(D)。因為易變形性凝集體(D)內的空隙會讓導熱性惡化,故在可能範圍內防止空隙生成為提升導熱性的重點。
此外,若導熱性粒子(A)為球狀,則凝集體內之導熱性粒子(A)彼此在粒子間的摩擦係數小。其結果,在對凝集體施力時,凝集體內之導熱性粒子(A)的位置關係容易變化,凝集體容易不崩壞地變形。
在比較組成與平均一次粒徑為相同條件之粒子的情形,與使用球狀粒子之情形相比,使用板狀或針狀等非球狀粒子之情形,相對的空隙多,凝集體內的構成粒子彼此的摩擦相對較大,有成為相對不易變形之凝集體的傾向。
其中,本發明中的「球狀」能以例如「圓形度」
表示。此處,「圓形度」係從以SEM等拍攝粒子而得之相
片選擇任意數的粒子,在將粒子的面積設為S、周長設為L時,能以下式表示。
(圓形度)=4πS/L2
圓形度之測定可使用各種圖像處理軟體或搭載了圖像處理軟體之裝置。本發明中「球狀粒子」係指使用東亞醫用電子股份有限公司製流式粒子圖像分析裝置FPIA-1000測定粒子的平均圓形度時之平均圓形度為0.9~1者。較佳係平均圓形度為0.96~1。
為了得到易變形性凝集體(D)所使用之導熱性粒子(A),平均一次粒徑為0.1~10μm,期望為0.3~10μm。在使用一種大小之導熱性粒子(A)的情形,較佳使用平均一次粒徑為0.3~5μm之物。也可使用複數種大小不同之導熱性粒子(A),在此情形,組合使用比較小之物與比較大之物,就減少凝集體內之空隙率的點而言為較佳。
平均一次粒徑若過小,則凝集體內一次粒子彼此的接點變多,有因接觸電阻變大而使導熱性降低的傾向。另一方面,平均一次粒徑若過大,則在作成凝集體時容易崩壞,難以形成凝集體本身。
本發明中導熱性粒子(A)的「平均一次粒徑」,係以粒度分布計(例如MALVERN INSTRUMENTS公司製,Mastersizer 2000)測定時的值。
又,本發明之易變形性凝集體(D)為「不易崩壞之物」,可從例如將易變形性凝集體(D)以形成70%的空隙率之方式裝進玻璃樣品管,用振盪器振盪2小時,振盪後的平均粒徑為振盪前的平均粒徑之80%以上來評價。
(有機黏著劑(B))
本發明中有機黏著劑(B)發揮將導熱性粒子(A)彼此黏合之「連接」的效果。
有機黏著劑(B)無特別限制,在能發揮「連接」效 果之範圍內,由需考量其分子量。
有機黏著劑(B)可列舉出例如:界面活性剤、聚醚樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、(不飽和)聚酯樹脂、醇酸樹脂、丁醛樹脂、縮醛樹脂、聚醯胺樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、苯乙烯/(甲基)丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、硝化纖維素、芐基纖維素、(三)乙酸纖維素、酪蛋白、蟲膠、明膠、硬瀝青、松香、松香酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醯胺、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基乙基纖維素、羧甲基硝化纖維素、乙烯/乙烯醇樹脂、苯乙烯/順丁烯二酸酐樹脂、聚丁二烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚偏二氟乙烯樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯/乙酸乙烯酯樹脂、氯乙烯/乙酸乙烯酯樹脂、氯乙烯/乙酸乙烯酯/順丁烯二酸樹脂、氟樹脂、矽氧樹脂、環氧樹脂、苯氧樹脂、酚樹脂、順丁烯二酸樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂、酮樹脂、石油樹脂、氯化聚烯烴樹脂、改質氯化聚烯烴樹脂、及氯化聚胺基甲酸酯樹脂等。
有機黏著劑(B)可使用1種或2種以上。
有機黏著劑(B)因會對所得到之易變形性凝集體(D)的變形性產生影響,故較佳為非硬化性。
「非硬化性」係指有機黏著劑(B)在25℃不會自交聯。較佳不要使用對有機黏著劑(B)具硬化劑機能之成分。
在後述之導熱性構件(I)為接合片之情形,有機黏 著劑(B)適合為水溶性樹脂。水溶性樹脂可列舉出例如:聚乙烯醇及聚乙烯吡咯烷酮等。
依據用途,可使用非水溶性樹脂作為有機黏著劑(B)。非水溶性樹脂可列舉出例如苯氧樹脂及石油樹脂等。
本發明之易變形性凝集體(D),相對於100質量份的導熱性粒子(A),係含有0.1~30質量份有機黏著劑(B),較佳為1~10質量份。
有機黏著劑(B)的量若少於0.1質量份,則無法將導熱性粒子(A)充分地黏合,因得不到維持形態所需的充分強度而不佳。在有機黏著劑(B)的量多於30質量份之情形,雖然將導熱性粒子(A)彼此黏合的效果變大,但因在導熱性粒子(A)間加入需要量以上量的有機黏著劑(B),恐怕會損害導熱性而不佳。
本發明之易變形性凝集體(D)的平均粒徑較佳為2~100μm,更佳為5~50μm。在易變形性凝集體(D)的平均粒徑小於2μm之情形,構成凝集體(D)之導熱性粒子(A)的數量會變少,因作為凝集體之效果低,變形性也差而不佳。易變形性凝集體(D)的平均粒徑若大於100μm,則每單位體積之易變形性凝集體(D)的質量會變大,在使用作為分散體之情形有沉澱之顧慮,故不佳。
本發明中易變形性凝集體(D)的「平均粒徑」,係以粒度分布計(例如:Malvern Instruments公司製,Mastersizer2000)測定時的值。
易變形性凝集體(D)的比表面積並無特別限制,較佳為10m2/g以下,更佳為5m2/g以上。在大於10m2/g 之情形,後述黏合樹脂(E)會吸附於粒子表面或凝集體內部,因有成膜性降低及接著力降低等傾向,故不佳。
「比表面積」係以BET比表面積計(例如Bell Japan公司製,BELSORP-mini)測定時的值。
有機黏著劑(B)可具有氮原子。在此情形,有機黏著劑(B)中的氮原子與後述黏合樹脂(E)之骨架藉由非共價鍵結力相互作用,使後述導熱性構件(H)、(I)的凝集力提升,在例如使用作為接合片時,會致使接著力提升。
具有氮原子之有機黏著劑(B)並無特別限制,可列舉出例示作為有機黏著劑(B)之上述各種樹脂中,具有含氮原子之1種或2種以上官能基的樹脂。
具有含氮原子之官能基的有機黏著劑(B),可為使用具有含氮原子之官能基的單體所合成的樹脂,也可為將沒有含氮原子之官能基的樹脂的一部分改質,加成含氮原子之官能基而成者。
含氮原子之官能基可列舉出例如:胺基甲酸酯基、硫胺基甲酸酯基、脲基、硫脲基、醯胺基、硫醯胺基、醯亞胺基、胺基、亞胺基、氰基、肼基、亞肼基、伸肼基、次偶氮基、二氮烯基、偶氮基、銨基、亞胺鎓基、重氮鎓基、重氮基、疊氮基、及異氰酸酯基等。
其中從容易控制氮原子導入量考量,較佳為胺基甲酸酯、醯胺基、及胺基等。
在後述之導熱性構件(I)為接合片之情形,有機黏著劑(B)適合為水溶性樹脂。含氮原子之水溶性樹脂可列舉出例如:聚乙烯亞胺、聚烯丙胺、聚丙烯醯胺、及 聚乙烯吡咯烷酮等。
依據用途,可使用非水溶性樹脂作為有機黏著劑(B)。含氮原子之水溶性樹脂可列舉出例如:非水溶性胺基甲酸酯樹脂,及非水溶性醯胺樹脂等。
有機黏著劑(B)可具有反應性官能基。
在此情形,藉由有機黏著劑(B)中的反應性官能基,與後述黏合樹脂(E)中的官能基反應,會致使後述導熱性構件(H)、(I)的導熱層內之交聯結構發達,使耐熱性提升。
此處所稱「反應性」,係表示含本發明之凝集體(D)的後述導熱性構件(H)、(I)經由加熱而與後述黏合樹脂(E)的官能基形成交聯結構。其中,加熱步驟較佳係於加壓後述導熱性構件(H)、(I)使凝集體(D)變形的同時或變形後進行。例如若具有於25℃等非加熱溫度顯示反應性,且於壓縮變形前顯示反應性之官能基,因會損害易變形性凝集體(D)的變形性而不佳。
具有反應性官能基之有機黏著劑(B)並無特別限制,可列舉出例示作為有機黏著劑(B)之上述各種樹脂中,具有1種或2種以上之反應性官能基的樹脂。
具有反應性官能基之有機黏著劑(B),可為使用具有反應性官能基的單體所合成的樹脂,也可為將沒有反應性官能基的樹脂的一部分改質,加成具反應性之官能基而成者。
反應性官能基可列舉出例如:環氧基、羧基、乙醯乙醯基、胺基、異氰酸酯基、羥基、及硫醇基等。
從耐熱性的觀點考量,較佳為有機黏著劑(B)的反應性官能基係環氧基、乙醯乙醯基、胺基、羥基、或羧 基,而黏合樹脂(E)中的官能基係環氧基、羧基、羥基、或乙醯乙醯基。
在後述之導熱性構件(I)為接合片之情形,有機黏著劑(B)適合為水溶性樹脂。具有反應性官能基之水溶性樹脂可列舉出例如:聚乙烯醇、羧基甲基纖維素、及聚烯丙胺等。
(導熱性纖維(P))
易變形性凝集體(D)可含有導熱性纖維(P)。在此情形,可提升易變形性凝集體(D)之導熱性。
導熱性纖維(P)只要是導熱性良好之纖維狀物質即無特別限制。導熱性纖維(P)較佳至少表面為金屬。
導熱性纖維(P)可使用例如含有銅、白金、金、銀、及鎳等金屬之金屬(奈米)線、金屬(奈米)管、及金屬網等。
此處所稱「纖維狀物質」係指相對於平均纖維徑,平均長(長寬比)為5以上者。
導熱性纖維係例如直徑為0.3~50000nm,長度為1~5000μm。
金屬纖維的合成法例如計載於:鑄模法(日本特開2004-269987號公報)、電子線照射法(日本特開2002-67000號公報)、化學還原法(日本特開2007-146279號公報、Chemical Physics Letters 380(2003)146-169)等。
導熱性纖維(P)也可使用:以矽、金屬氧化物、金屬氮化物、或碳等為主成分之(奈米)線、(奈米)管、或(奈米)纖維;及
由石墨或石墨烯等所構成之片狀纖絲等。
此處所稱「奈米線、奈米管、奈米纖維」係指平均纖維徑小於1μm者。
導熱性纖維(P)也可使用以銅、白金、金、銀、及鎳等金屬、矽、金屬氧化物、金屬氮化物、或碳等為主成分之材料被覆非導熱性纖維而成之材料。被覆方法可列舉出例如:電鍍法、無電解電鍍法、熱浸鍍鋅法、及真空蒸鍍法等。
上述導熱性纖維(P)之中,從易變形性的點考量,較佳為以金屬為主成分之(奈米)線,從抗氧化性的點考量,特佳為以銀為主成分之金屬(奈米)線(銀(奈米)線)。
為了得到易變形性凝集體(D)所使用之導熱性纖維(P)的添加量,相對於100質量份的導熱性粒子(A),較佳為0.01~50質量份,更佳為0.1~10質量份。添加量若大於50質量份,則會有不被包含於易變形性凝集體(D)之導熱性纖維(P)變多的情形。
易變形性凝集體(D)可含有纖維狀碳材料(J)作為導熱性纖維(P)(但平均一次粒徑為0.1~10μm之碳粒子除外)。在此情形,可提升易變形性凝集體(D)之導熱性。
纖維狀碳材料(J)係擔當輔助導熱性粒子(A)間之導熱的機能。
較佳係藉由使用球狀之導熱性粒子(A),或使用粒徑小的導熱性粒子(A)等,能減少凝集體(D)中的空隙。而藉由進一步併用纖維狀碳材料(J)輔助導熱性粒子(A)間之導熱,可使導熱率進一步提升。
纖維狀碳材料(J)較佳比使用的導熱性粒子(A)還 小。
纖維狀碳材料(J)可列舉出:碳纖維、石墨纖維、気相成長碳纖維、碳奈米纖維、及碳奈米管等。可使用該等之1種或2種以上。
纖維狀碳材料(J)因可在導熱性粒子(A)間形成有效率的導熱路徑而為佳。
碳材料(J)較佳平均纖維徑為5~30nm、平均纖維長度為0.1~20μm。
本發明之易變形性凝集體(D)相對於100質量份的導熱性粒子(A),較佳含有0.5~10質量份的纖維狀碳材料(J),更佳為含有1~5質量份。若在上述範圍內,則可在保持絕緣性的同時形成導熱路徑。
圖5係使用有機黏著劑(B)將平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)與纖維狀碳材料(J)凝集而成之平均粒徑10μm的易變形性凝集體(D)的SEM相片之範例。
易變形性凝集體(D)中,作為導熱性粒子(A),可併用不含碳材料之球狀粒子,與纖維狀以外的任意形狀之碳材料。在此情形,可提升易變形性凝集體(D)之導熱性。
纖維狀以外的任意形狀之碳材料,係擔負輔助不含碳材料之球狀粒子間的導熱之機能。
較佳係藉由使用球狀之導熱性粒子(A),或使用粒徑小的導熱性粒子(A)等,能減少凝集體(D)中的空隙。而藉由進一步併用碳材料作為導熱性粒子(A),輔助不含碳材料之導熱性粒子(A)間之導熱,可使導熱率進一步提升。
纖維狀以外的任意形狀之碳材料,較佳比不含碳材料之球狀粒子還小。
纖維狀以外的碳材料可列舉出:石墨、碳黑、富勒烯、及石墨烯等。可使用該等中之1種或2種以上。
特別是板狀的碳材料,因可在不含碳材料之球狀粒子間形成有效率的導熱路徑而為佳。
板狀碳材料較佳平均長寬比為10~1000、平均厚度為0.1~500nm。
本發明之易變形性凝集體(D)視需要可含有上述以外的其它任意成分。
(製造方法)
本發明之易變形性凝集體(D),例如可藉由在得到含有導熱性粒子(A)、有機黏著劑(B)、視需要添加之任意成分、及將這些成分溶解或分散之溶劑(C)的漿液後,接著自漿液除去溶劑(C)之方法(1)獲得。
本發明之易變形性凝集體(D)也能藉由僅將除去溶劑(C)之上述成分(導熱性粒子(A)、有機黏著劑(B)、及視需要添加之任意成分)加以混合之方法(2)獲得。
本發明之易變形性凝集體(D)也能藉由在噴灑含有導熱性粒子(A)、有機黏著劑(B)、視需要添加之任意成分、及將這些成分溶解或分散之溶劑(C)之液體(溶液或分散液)後,或在噴灑同時,除去溶劑(C)之方法(3)獲得。
上述方法(1)因可得到組成更均勻之易變形性凝集體(D)而為佳。
溶劑(C)係將導熱性粒子(A)分散,且將有機黏著劑(B)溶解。在使用導熱性纖維(P)及/或碳材料之情形,溶 劑(C)係將它們分散。
溶劑(C)只要能將有機黏著劑(B)溶解即無特別限制,可依據有機黏著劑(B)的種類適當選擇。
溶劑(C)可使用例如:酯系溶劑、酮系溶劑、乙二醇醚系溶劑、脂肪族系溶劑、芳香族系溶劑、醇系溶劑、醚系溶劑、及水等。
溶劑(C)可使用1種或2種類以上。
溶劑(C)從除去的容易性的點考量,以沸點低者為佳,沸點較佳為110℃以下,較佳為例如:水、乙醇、甲醇、及乙酸乙酯等。
溶劑(C)的使用量從除去的容易性的點考量,以少者為佳,可依有機黏著劑(B)的溶解性或溶媒乾燥用之裝置來適當變更。
自漿液除去溶劑(C)之方法未特別限制,可使用市售之裝置。例如可自噴霧乾燥、攪拌乾燥、及靜置乾燥等方法之中選擇。其中,從能以良好的生產率得到粒徑一致比較圓的易變形性凝集體(D);乾燥速度快;且能得到更容易變形之易變形性凝集體(D)的點考量,可適合使用噴霧乾燥。在此情形,一邊將漿液噴灑成霧狀,一邊將溶劑(C)揮發除去即可。噴霧條件及揮發條件可適當選擇。
「導熱性樹脂組成物(G)、導熱性構件(H)、(I)」
本發明之導熱性樹脂組成物(G),係含有20~90體積%之上述本發明之易變形性凝集體(D)、10~80體積%之黏合樹脂(E)、及溶解黏合樹脂(E)之溶劑(F)。
藉由於基材上塗布導熱性樹脂組成物(G)形成塗 膜,再自此塗膜除去溶劑(F),形成導熱層,可得到導熱性構件(H)。
接下來,藉由對導熱性構件(H)施加壓力,讓所包含之易變形性凝集體(D)變形,可得到導熱性構件(H)之導熱性提升之導熱性構件(高導熱性構件)(I)。
例如,使用導熱性樹脂組成物(G),得到導熱性片材作為導熱性構件(H),藉由在散熱對象物品與散熱構件之間夾著導熱性片材施加壓力,可得到作為導熱性構件(I)之導熱性提升的導熱性片材。此導熱性片材能有效率的將散熱對象物品的熱傳導至散熱構件。
導熱性構件(H)可為具有接著性或黏著性之導熱性片材。在此情形,於加壓時可將散熱對象物品與散熱構件貼合在一起。
藉由對導熱性樹脂組成物(G)施加壓力與熱,讓其所包含之易變形性凝集體(D)變形,可直接得到片狀等導熱性構件(I)。
藉由對易變形性凝集體(D)本身施加壓力,讓易變形性凝集體(D)變形,可直接得到導熱性構件(I)。在此情形,構成易.變形性凝集體(D)之有機黏著劑(B)也擔當黏合樹脂(E)的角色。
例如,藉由將易變形性凝集體(D)夾在散熱對象物品與散熱構件之間,再施加壓力讓易變形性凝集體(D)變形,可將散熱對象物品的熱有效率的傳導至散熱構件。
散熱對象物品可列舉出:積體電路、IC晶片、混合封裝(hybrid package)、多模塊、功率電晶體、及LED(發光二極體)用基板等各種 電子零件;可使用於建材、車輛、飛機、及船舶等,為了容易帶走熱以防止性能劣化而需將該熱散逸至外部之物品等。
為了實現高導熱性,在欲傳導熱之方向形成更多導熱路徑係重要的。
本發明之易變形性凝集體(D),因係導熱性粒子(A)凝集而成,故粒子間的距離近,且因導熱路徑予先形成,故能有效率的導熱。
此外,本發明之易變形性凝集體(D)由於為「易變形性」,而可實現高導熱性。亦即在對易變形性凝集體(D)施加力時,易變形性凝集體(D)不會崩壞,並藉由提升易變形性凝集體(D)內之導熱性粒子(A)彼此的密著性,可增強預先形成之導熱路徑。總而言之,由於可容易地改變構成易變形性凝集體(D)之導熱性粒子(A)之位置,在散熱對象物品與散熱構件之間,易變形性凝集體(D)會追隨界面的形狀,可增加散熱對象物品及散熱構件與導熱性粒子(A)之接觸面積,故可飛越性的增大熱流入面積與熱傳導路徑。
依據圖式進一步詳細說明。
圖3a係含有使用有機黏著劑(B)將示於圖2之平均一次粒徑為1μm之導熱性粒子(A)凝集而成之平均粒徑10μm的易變形性凝集體(D)之熱硬化性片材的SEM平面相片的範例。圖3b及圖3c係將圖3a的熱硬化性片材在加壓下熱硬化而成之硬化物的SEM平面相片及SEM截面相片。
藉由對熱硬化性片材施加壓力,讓易變形性凝集體 (D)內之導熱性粒子(A)彼此更緊密貼在一起,並讓導熱性粒子(A)大量存在於硬化物表面,可確保追隨界面之形狀。
相對於此,如圖4所示般之未使凝集之導熱性粒子(A),其大小係與圖3a所示之易變形性凝集體(D)相同程度,但因沒有易變形性,在熱硬化性片材的加壓前後完全無法確認有如上述般的變化。
此種本發明之易變形性凝集體(D)因係「易變形性」,而具優良導熱性。亦即,本發明之易變形性凝集體(D),能以較少的使用量,賦予導熱性構件與過去相同程度之導熱性,或能以與過去相同程度之使用量,賦予導熱性構件更高的導熱性。
導熱率(W/m.K)係以測定試料的比熱容量(J/(g.K))與密度(g/cm3)乘以表示試料中導熱速度的熱擴散率(mm2/s)之下式求取。
導熱率(W/m.K)=熱擴散率(mm2/s)×比熱容量(J/(g.K))×密度(g/cm3)
熱擴散率之測定,可因應測定樣本之形狀等,選擇例如周期加熱法、熱傳導係數(hot disc)法、溫度波分析法、或閃速示差式熱量掃描分析法等。記載於本說明書之資料,係使用Xenon Flash Analyzer LFA447 NanoFlash(NETZSCH公司製),依據閃速示差式熱量掃描分析法測定熱擴散率。
得到導熱性樹脂組成物時可使用之黏合樹脂(E)可列舉出
例如: 聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚酯胺基甲酸酯樹脂、醇酸樹脂、丁醛樹脂、縮醛樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯-丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、硝化纖維素、芐基纖維素、(三)乙酸纖維素、酪蛋白、蟲膠、硬瀝青、明膠、苯乙烯-順丁烯二酸酐樹脂、聚丁二烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚偏二氟乙烯樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯乙酸乙烯酯樹脂、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物樹脂、氯乙烯/乙酸乙烯酯/順丁烯二酸共聚物樹脂、氟樹脂、矽氧樹脂、環氧樹脂、苯氧樹脂、酚樹脂、順丁烯二酸樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂、酮樹脂、石油樹脂、松香、松香酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醯胺、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基乙基纖維素、羧甲基硝化纖維素、乙烯/乙烯醇樹脂、聚烯烴樹脂、氯化聚烯烴樹脂、改質氯化聚烯烴樹脂、及氯化聚胺基甲酸酯樹脂等。
黏合樹脂(E)可使用1種或2種以上。
上述之中,從柔軟性的觀點考量,適合使用胺基甲酸酯系樹脂,從使用作為電子零件時的絕緣性及耐熱性等的觀點考量,適合使用環氧系樹脂。
其中,構成易變形性凝集體(D)之有機黏著劑(B),為了確保易變形性,較佳為非硬化性。相對於此,作為黏合樹脂(E),可使用黏合樹脂(E)會自體硬化,或藉由與適當的硬化劑反應會硬化之物。
在有機黏著劑(B)具有反應性官能基之情形,黏合 樹脂(E)較佳為具有與有機黏著劑(B)之反應性官能基反應之官能基者。
黏合樹脂(E)所具有之官能基,可列舉出例如:環氧基、羧基、乙醯乙醯基、酯基、胺基、異氰酸酯基、羥基、及硫醇基等。黏合樹脂(E)可具有1種或2種以上的官能基。
導熱性樹脂組成物(G)係包含易變形性凝集體(D)、黏合樹脂(E)、與溶劑(F)。所使用之溶劑(F),係用來將易變形性凝集體(D)及黏合樹脂(E)均勻地分散於導熱性樹脂組成物(G)中。
易變形性凝集體(D)可使用單獨1種,也可併用複數種平均粒徑、導熱性粒子(A)之種類或平均一次粒徑、或有機黏著劑(B)的種類或量不同之物。
溶劑(F)係能溶解黏合樹脂(E)之物,適當選擇不會溶解構成易變形性凝集體(D)之有機黏著劑(B)者為重要的。在得到導熱性樹脂組成物(G)時,若使用會溶解有機黏著劑(B)之溶劑(F),則會變得無法保持易變形性凝集體(D)之凝集狀態。
例如,在選擇聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮等水溶性樹脂作為有機黏著劑(B)之情形,得到導熱性樹脂組成物(G)時的溶劑(F),宜選擇甲苯或二甲苯等非水性溶劑。
而在選擇苯氧樹脂或石油樹脂等非水溶性樹脂作為有機黏著劑(B)之情形,得到導熱性樹脂組成物(G)時的溶劑(F),宜選擇水或醇等水性溶劑。
其中,此處所稱「不溶」,係將1g有機黏著劑(B)放入100g溶劑(F)中,在25℃攪拌24小時,以目視可 確認沉澱者。
此時,易變形性凝集體(D)之含量,可依目標之導熱性及用途來適當選擇。而為了得到高導熱性,易變形性凝集體(D)之含量,以導熱性樹脂組成物(G)的固體含量為基準,較佳為20~90體積%,更佳為30~80體積%。
若含量小於20體積%,則易變形性凝集體(D)之添加效果弱,得不到充分的導熱性。另一方面,若大於90體積%,相對的黏合樹脂(E)之含量會變少,所形成之導熱性構件(H)、(I)會變脆,且在導熱性構件(I)內有產生空隙之顧慮,於使用導熱性構件(I)期間,導熱性可能會緩緩降低。
此處所稱「體積%」,係表示相對於導熱性樹脂組成物(G)中的固體含量,依據導熱性粒子(A)、有機黏著劑(B)、視需要調配之任意成分、及黏合樹脂(E)的質量比與各成分之比重,所計算出的理論值。
導熱性樹脂組成物(G)也可進一步併用未凝集之導熱性粒子。藉由併用未凝集之導熱性粒子,將易變形性凝集體(D)間的間隙填滿,或在易變形性凝集體(D)變形時產生間隙之情形,將導熱性粒子(A)間的間隙填滿等,可期待導熱性進一步提升之效果。
能併用之導熱性粒子,可列舉出例如例示作為導熱性粒子(A)者。
導熱性樹脂組成物(G)也可進一步視需要添加阻燃劑及/或填充劑。
阻燃劑可舉出例如:氫氧化鋁、及氫氧化鎂等。
導熱性樹脂組成物(G)中可視需要添加其它各種添 加劑。
添加劑可舉出例如:用於提高基材密著性之偶合劑、用於提高吸濕時的絕緣可靠度之離子捕捉劑、及調平劑等。
在有機黏著劑(B)具有反應性官能基,且黏合樹脂(E)具有與有機黏著劑(B)之反應性官能基反應之官能基的情形,導熱性樹脂組成物(G)可添加用於提高耐熱性之硬化劑。藉由讓有機黏著劑(B)不僅與黏合樹脂(E)反應,也與硬化劑反應,可提升耐熱性。
添加劑可使用1種或2種以上。
導熱性樹脂組成物(G)能藉由將易變形性凝集體(D)、黏合樹脂(E)、溶劑(F)、及視需要的其它任意成分加以攪拌混合來製造。
攪拌混合可使用一般的攪拌方法。攪拌混合機可列舉出例如:分散器、振盪混合機(Scandex mixer)、油漆調理器(paint conditioner)、砂磨機、擂潰機(Raikai mixer)、無媒體分散機、三滾筒混練機(three-roll mill)、及珠磨機等。
攪拌混合後,為了自導熱性樹脂組成物(G)除去氣泡,較佳經過脫泡步驟。脫泡方法可舉出例如:真空脫泡及超音波脫泡等。
本發明之導熱性構件(H)的製造方法,係具備:將導熱性樹脂組成物(G)塗布於基材上形成塗膜之步驟,及自上述塗膜除去溶劑(F),形成導熱層之步驟。
本發明之導熱性構件(I)之製造方法係具備:準備導熱性構件(H)之步驟,及加壓上述導熱層之步驟。
作為導熱性構件(H)、(I),可製造導熱性片材等。導熱性片材也稱為導熱性薄膜。
基材可列舉出例如:聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、及聚醯亞胺薄膜等塑膠薄膜;及,對上述塑膠薄膜作過離型處理之薄膜(以下稱為離型膜);鋁、銅、不銹鋼、及鈹銅等金屬體或金屬箔等。
對基材塗布導熱性樹脂組成物(G)之方法,可列舉出例如:刀塗法、狹縫塗布法、唇口式塗布法、輥塗法、簾式塗布法、棒塗法、凹版塗布法、柔板印刷法、浸漬塗布法、噴塗法、及旋塗法等。
導熱層之厚度可依用途適當決定。
在配置於熱源與散熱器等之間,用於讓熱散逸所使用之導熱性片材等用途,由導熱性及各種物性的觀點考量,導熱層的厚度通常設為10~200μm,較佳為30~150μm。而在希望讓來自熱源的熱不要蓄積之封裝等機殼等用途,有鑑於強度等,導熱層的厚度可為200μm以上,視情形也可為1mm左右的厚度。
導熱性構件(H)中,為了提升導熱率,易變形性凝集體(D)彼此間的接觸電阻較佳為儘可能的小。
藉由相對於導熱性構件(H)之厚度選擇尺寸適當之易變形性凝集體(D),可降低導熱性構件(H)中的總接觸電阻。
具體而言,相對於導熱性構件(H)之厚度,易變形性凝集體(D)的平均粒徑之比率較佳為20%以上,更佳為50%以上。
相對於導熱性構件(H)之厚度,易變形性凝集體(D) 的平均粒徑之比率也可為100%以上。在此情形,藉由將導熱性構件(H)夾在散熱對象物品與散熱構件之間,施加壓力,讓易變形性凝集體(D)變形,因可形成貫通導熱性構件(I)般的導熱路徑而更佳。
依照用途欲得到厚的導熱性構件(H)之情形,積層複數層上述比率為20%以上之導熱性構件(H),也能有效率的形成導熱路徑。
在任意基材上形成導熱層在製造導熱性構件(H)後,疊合其它任意基材,於加熱下加壓壓製,可得到導熱性構件(I)。
上述2個基材之中至少一者可設為離型膜。於此情形,可將離型膜剝除。
在以離型膜作為2個基材之情形,可將2片離型膜剝除,把導熱層單獨分離出來,將其作為導熱性構件(I)。
加壓壓製處理方法並無特別限定,可使用已知的加壓
處理機。
加壓壓製時的溫度可適當選擇,若是要使用作為熱硬化性接合片,則期望以黏合樹脂(E)會發生熱硬化的溫度以上之溫度進行加熱。
視需要,可於減壓下進行加壓壓製。
加壓壓製時之壓力,只要是可施加能讓易變形性凝集體(D)變形之壓力,即可適當選擇,而較佳為1MPa以上。
藉由將不含溶劑(F)之導熱性樹脂組成物(G)在加壓下直接成形,可得到高導熱的成形物。
〔實施例〕
以下,以實施例進一步具體說明本發明,但以下實施例不對本發明之権利範圍做任何限制。其中在實施例中,「份」及「%」除非有特別說明,否則係分別表示「質量份」、「質量%」,「vol%」係表示「體積%」,Mw係表示質量平均分子量。
關於導熱性粒子(A)的平均一次粒徑、易變形性凝集體(D)的平均粒徑、導熱性粒子(A)的圓形度、易變形性凝集體(D)的壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力、易變形性凝集體(D)的崩壞難易度(振盪試驗後的平均粒徑維持率)、碳材料的形狀、導熱性構件(H)、(I)的導熱率、導熱性構件(I)(接合片)之接著力、及導熱性構件(I)之耐熱性,係如下述般求取。
<平均一次粒徑、平均粒徑>
使用ALVERN NSTRUMENTS公司製粒度分布計Mastersizer2000測定。使用乾式元件。氣壓設為2.5巴。
進料速度係依樣本最佳化。
<圓形度>
使用東亞醫用電子股份有限公司製流式粒子圖像分析裝置FPIA-1000測定平均圓形度。將欲測定之粒子約5mg分散於10ml甲苯中調製分散液,以超音波(20kHz、50W)對此分散液照射5分鐘,將分散液濃度取為5,000~2萬個/μl。使用此分散液,以上述裝置進行測定,測定等效圓直徑粒子群的圓形度,求取平均圓形度。
<壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力>
使用微小壓縮試驗機(島津製作所股份有限公司 製、MCT-210),對在測定領域內隨機選擇的10個粒子,測定使粒子變形10%所需的荷重。取其平均值為壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力。
<崩壞難易度(振盪試驗後的平均粒徑之維持率)>
將易變形性凝集體(D)以70%的空隙率裝進玻璃樣品管,用振盪器振盪2小時後測定粒徑分布。作為振盪試驗後的平均粒徑之維持率,係相對於處理前的平均粒徑,求取處理後的平均粒徑之比例。
將處理後的平均粒徑係處理前的平均粒徑之80%以上之情形判定為「不易崩壞」。
<碳材料之形狀>
纖維狀碳材料(J)的平均纖維徑及平均纖維長,係自場發射掃描電子顯微鏡的放大圖像(例如20,000倍~100,000倍),隨機取出纖維狀碳30個進行測定。
鱗片狀碳材料的平均長寬比Z,係定義為在將平均粒徑設為X,將平均厚度設為t時,以式Z=X/t所表示之值。
包含將鱗片狀碳材料之稀釋分散液塗布在平坦的基板上(例如雲母礦的解理面),將溶媒乾燥除去後,從原子力顯微鏡的放大圖像隨機取出30個鱗片狀碳材料,將長度方向的平均長度設為平均粒徑X,將以高度曲線圖所測定之平均值設為平均厚度t。
<導熱率>
自樣本試料裁切出15mm四方,將金蒸鍍於樣本表面上,再以碳噴霧被覆碳後,用Xenon Flash Analyzer LFA447 NanoFlash(NETZSCH公司製),測定在25℃的試 料環境下之熱擴散率。比熱容量係使用SII ANOTECHNOLOGY股份有限公司製的高敏感度型示差掃描卡計DSC220C測定。密度係用水中置換法算出。由這些參數求取導熱率。
<接著力>
對導熱性構件(I)(接合片)(3層結構之樣本:Cu箔(40μm厚)/導熱層/鋁板(250μm厚)),用Tenslon UCT-1T(ORIENTEC公司製),以5kgf、拉伸速度50mm/分之條件,測定接著力。
<耐熱性>
讓導熱性構件(I)(接合片)(3層結構之樣本:Cu箔(40μm厚)/導熱層/鋁板(250μm厚))以鋁板面接觸漂浮於260℃的熔融焊錫上3分鐘。其後,以目視觀察樣本外觀,評價導熱性構件(I)的發泡與浮起/剝離之發生狀態。
「發泡」係在導熱層與Cu箔(40μm)之界面產生氣泡之狀態。
「浮起/剝離」係導熱層自鋁板浮起、剝離之狀態。評價基準如下述。
優(◎):外觀無變化
良(○):觀察到僅有少數小發泡
可(△):觀察到發泡
不可(×):觀察到激烈的發泡發生或浮起/剝離。
表中的簡稱如下示。
H2O:離子交換水
Tol:甲苯
IPA:2-丙醇
MEK:甲乙酮。
<樹脂合成例1>
於配備有攪拌機、溫度計、回流冷卻器、滴液裝置、及氮氣導入管之反應容器中,放入401.9質量份的自對苯二甲酸、己二酸、及3-甲基-1,5-戊二醇所得到之聚酯多元醇KURARAY股份有限公司製「Kuraray Polyol P-1011」,Mn=1006)、12.7質量份的二羥甲基丁酸、151.0質量份的異佛酮二異氰酸酯、及40質量份的甲苯,在氮氣環境下使其在90℃反應3小時,再對其添加300質量份的甲苯,得到具有異氰酸酯基之胺基甲酸酯預聚物溶液。
然後,於由27.8質量份的異佛酮二胺、3.2質量份的二正丁基胺、342.0質量份的2-丙醇、及396.0質量份的甲苯混合而成的溶液中,添加815.1質量份所得到之具有異氰酸酯基的胺基甲酸酯預聚物溶液,於70℃使其反應3小時,以144.0質量份的甲苯及72.0質量份的2-丙醇稀釋,得到Mw=54,000、酸價=8mgKOH/g之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的溶液。
<樹脂合成例2>
於配備有攪拌機、溫度計、回流冷卻器、滴液裝置、導入管、及氮氣導入管之4口燒瓶中,放入292.1質量份的聚碳酸酯二醇(Kuraray Polyol C-2090:KURARAY股份有限公司製)、44.9質量份的四氫鄰苯二甲酸酐(Rikacid TH:新日本理化股份有限公司製)、及350.0質量份作為溶劑之甲苯,在氮気流下,一邊攪拌一邊升溫 至60℃,使其均勻溶解。然後將此燒瓶升溫至110℃,使其反應3小時。其後,冷卻至40℃後,添加62.9質量份雙酚A型環氧樹脂(YD-8125:東都化成股份有限公司製)、及4.0質量份作為觸媒之三苯基膦,升溫至110℃,使其反應8小時。冷卻至室溫後,以甲苯將固體含量調整至35%,得到Mw=25000的含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的溶液。
<樹脂合成例3>
於配備有攪拌機、回流冷卻管、氮氣導入管、溫度計、及滴液漏斗之4口燒瓶中,放入98.5質量份的丙烯酸丁酯、1.5質量份的丙烯酸、及150.0質量份的乙酸乙酯,在氮氣取代下加熱至70℃,再添加0.15質量份的偶氮雙異丁腈使開始聚合。在聚合開始後3小時後,每1小時分別添加0.15質量份的偶氮雙異丁腈,到5小時後為止,進一步進行2小時聚合。其後,添加150.0質量份的乙酸乙酯使結束聚合,得到固體含量25%、Mw=84000之丙烯酸樹脂(E-3)的溶液。
(實施例1-1)
將氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):100質量份、聚乙烯醇的4質量%水溶液(日本合成化學工業股份有限公司製「Gohsenol NL-05」):125質量份(固體含量:5質量份)、及離子交換水:25質量份,以分散器用1000rpm攪拌1小時,得到漿液。
用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」)將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約 10μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.6mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:97%之易變形性凝集體(D1-1)。
(實施例1-2)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P02」,平均一次粒徑:約2μm、平均圓形度:0.98):100質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.5mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D1-2)。
(實施例1-3)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-509」,平均一次粒徑:約10μm、平均圓形度:0.99)100份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:12.5質量份(固體含量:0.5質量份)、及離子交換水:137.5質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約50μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約4mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:90%之易變形性凝集體(D1-3)。
(實施例1-4)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):70質量份、氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-509」,平均一次粒徑:約10μm、平均圓 形度:0.99)30質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約30μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:95%之易變形性凝集體(D1-4)。
(實施例1-5)
除了使用氮化鋁(TOKUYAMA股份有限公司製「H級」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.97):100質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:97%之易變形性凝集體(D1-5)。
(實施例1-6)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P05」,平均一次粒徑:約5μm、平均圓形度:0.99):100質量份、聚乙烯吡咯烷酮之20質量%水溶液(日本觸媒股份有限公司製「K-85W」):25質量份(固體含量:10質量份)、及離子交換水:125質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約40μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約2mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D1-6)。
(實施例1-7)
除了將上述聚乙烯醇的4質量%水溶液設為750質量份(固體含量:30質量份)、離子交換水設為150質量 份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.7mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D1-7)。
(實施例1-8)
除了使用氧化鋁粒子(電氣化學工業股份有限公司製「ASFP-20」,平均一次粒徑:約0.3μm、平均圓形度:0.99):100質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約5μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.2mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D1-8)。
(實施例1-9)
除了使用聚酯樹脂(東洋紡績股份有限公司:Vylon 200)的20質量%甲苯溶液:10質量份(固體含量:2質量份)取代上述聚乙烯醇的4質量%水溶液,及使用140質量份的甲苯取代離子交換水,並將噴霧乾燥溫度從125℃變更為140℃以外,與實施例1-2同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.7mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D1-9)。
(實施例1-10)
除了使用聚胺基甲酸酯樹脂(東洋紡績股份有限公司:Vylon UR-1400)的20質量%甲苯溶液:10質量份(固體含量:2質量份)取代上述聚乙烯醇的4質量%水溶 液,及使用140質量份的甲苯取代離子交換水,並將噴霧乾燥溫度從125℃變更為140℃以外,與實施例1-2同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.5mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D1-10)。
(實施例1-11)
得到與實施例1-2相同的漿液後,用高速混合機(EARTHTECHNICA股份有限公司製「LFS-2」)在攪拌下乾燥,除去水分,得到平均粒徑約100μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約4mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:97%之易變形性凝集體(D1-11)。
(實施例1-12)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P02」,平均一次粒徑:約2μm、平均圓形度:0.98):100質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:25質量份(固體含量:1質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約50μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.4mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D1-12)。
(比較例1-13)
使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-A20S」,平均一次粒徑:約20μm、平均圓形度:0.98、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約220mN)取代「CB-P02」,與實施例1-2同樣對氧化鋁粒子使用上述聚乙烯醇的4質量%水溶液,欲得到易變形性凝集 體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’1-13)。
(比較例1-14)
除了不使用聚乙烯醇,並將離子交換水設為150質量份以外,與實施例1-1同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’1-14)。
(比較例1-15)
除了將聚乙烯醇的4質量%水溶液設為1250質量份(固體含量:50質量份)、將離子交換水設為50質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.8mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:97%之易變形性凝集體(D’1-15)。
(比較例1-16)
除了不使用聚乙烯醇的4質量%水溶液,使用矽烷偶合劑(信越化學公司製「KBM-04」),及四甲氧基矽烷(10質量%溶液):20質量份(固體含量:2質量份),並將離子交換水設為130質量份以外,與實施例1-1同樣進行,得到漿液,將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥/硬化,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約42mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:75%之易變形性凝集體(D’1-16)。
(比較例1-17)
得到與比較例1-16相同之漿液,將上述漿液在125℃的環境下噴霧乾燥後,以氧化鋁熔點以上之2100℃燒 結,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約200mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D’1-17)。
(比較例1-18)
得到與實施例1-3相同之漿液,將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥後,以有機黏著劑的分解溫度以上之800℃加熱,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’1-18)。
(比較例1-19)
使用板狀氧化鋁(KINSEIMATEC股份有限公司製「Seraph 05025」,平均圓形度:0.5)取代「CB-P02」,與實施例1-2同樣進行,對氧化鋁粒子使用上述聚乙烯醇的4質量%水溶液,得到平均粒徑約30μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約15mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:50%之易變形性凝集體(D’1-19)。
(比較例1-20)
除了使用氧化鋁粒子(住友化學股份有限公司製,「AL-33」,平均一次粒徑:約12μm、平均圓形度:0.9):100質量份、環氧樹脂組成物(JAPAN EPOXY RESINS製,「Epicoat 1010」2質量份、及甲苯:148質量份以外,與實施例1-1同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’1-20)。
實施例1-1~1-12及比較例1-13~1-20中的主要製造條件與評價結果示於表1-1~1-4。
如表1-1~1-4所示,為了生成凝集體,導熱性粒子 (A)的平均一次粒徑為10μm以下、使用有機黏著劑(B)係必要的。如比較例1-16、1-17所示,使用矽烷偶合劑作為有機黏著劑、在氧化鋁熔點以上燒結等,若將導熱性粒子(A)彼此穩固的黏合,會變得缺乏易變形性。
(實施例1-101)
將實施例1-1所得到之易變形性凝集體(D1-1)(平均粒徑10μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用缺角輪塗布機將所得到之導熱性樹脂組成物塗布於剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜),以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm之導熱性構件(H1-1)。導熱率為3(W/m.K)。
(實施例1-102)
將剝離處理片疊合在實施例1-101所得到之導熱性構件(H1-1)的導熱層上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為45μm、易變形性凝集體的含量為50vol%、導熱率為6.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-2)。
(實施例1-103)
將實施例1-2所得到之易變形性凝集體(D1-2)(平均粒徑20μm)40.5質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液18.0質量 份、作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液1.8質量份,用分散器攪拌,再以8.3質量份的異丙醇及33.4質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為70vol%之導熱性樹脂組成物。
使用缺角輪塗布機將所得到之導熱性樹脂組成物塗布於剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜),以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為65μm、導熱率為3(W/m.K)之導熱性構件(H1-3)。接下來將剝離處理片疊合在導熱層上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為10(W/m.K)之導熱性構件(I1-3)。
(實施例1-104)
將實施例1-3所得到之易變形性凝集體(D1-3)(平均粒徑50μm)32.4質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液50.4質量份、與作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液5.0質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為40vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為65μm、導熱率為2.5(W/m.K)之導熱性構件(H1-4)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為5.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-4)。
(實施例1-105)
將實施例1-4所得到之易變形性凝集體(D1-4)(平均粒徑30μm)36.0質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液36.0質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1質量份混合,用分散器攪拌,再以5.8質量份的異丙醇及23.2質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為2.8(W/m.K)之導熱性構件(H1-5)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為7(W/m.K)之導熱性構件(I1-5)。
(實施例1-106)
將實施例1-5所得到之易變形性凝集體(D1-5)(平均粒徑15μm)22.8質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液68.8質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1.72質量份混合,用分散器攪拌,再以11.0質量份的甲乙酮(MEK)調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為25vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.9(W/m.K)之導熱性構件(H1-6)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為1.5(W/m.K)之導熱 性構件(I1-6)。
(實施例1-107)
將實施例1-7所得到之易變形性凝集體(D1-7)(平均粒徑20μm)42.3質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液10.8質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)0.3質量份混合,用分散器攪拌,再以9.5質量份的異丙醇及37.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為80vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為3(W/m.K)之導熱性構件(H1-7)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為12(W/m.K)之導熱性構件(I1-7)。
(實施例1-108)
將實施例1-8所得到之易變形性凝集體(D1-8)(平均粒徑5μm)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103 同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為2.3(W/m.K)之導熱性構件(H1-8)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為5(W/m.K)之導熱性構件(I1-8)。
(實施例1-109)
將實施例1-109所得到之易變形性凝集體(D1-9)(平均粒徑20μm)38.3質量份、及水系乳液樹脂(Polysol AX-590,昭和電工股份有限公司製、固體含量49%)13.8質量份混合,用分散器攪拌,再以48.0質量份的水調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為60vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-3同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為1.2(W/m.K)之導熱性構件(H1-9)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為2.9(W/m.K)之導熱性構件(I1-9)。
(實施例1-110)
將實施例1-10所得到之易變形性凝集體(D1-10)(平均粒徑20μm)36.0質量份、及水系乳液樹脂(Polysol AD-11、昭和電工股份有限公司製、固體含量55%)16.4質量份混合,用分散器攪拌,再以47.6質量份的水調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為1(W/m.K)之導熱性構件(H1-10)。進一步同樣地進行,得到導 熱層的厚度為45μm、導熱率為2.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-10)。
(實施例1-111)
將實施例1-1所得到之易變形性凝集體(D1-1)(平均粒徑10μm)7.4質量份、平均一次粒徑為20μm的球狀氧化鋁(昭和電工股份有限公司製、CB-P20)29.7質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液31.5質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液3.2質量份,用分散器攪拌,再以0.4質量份的異丙醇及1.6質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為55vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為2.8(W/m.K)之導熱性構件(H1-11)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為6.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-11)。
(實施例1-112)
將實施例1-2所得到之易變形性凝集體(D1-2)(平均粒徑20μm)19.2質量份、平均一次粒徑為10μm的球狀氧化鋁(ADMATECHS股份有限公司製,AO-509)19.2質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液26.1質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)2.6質量份,用分散器攪拌,再以3.3質量份的異丙醇及13.2 質量份的調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為60vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為2.9(W/m.K)之導熱性構件(H1-12)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為7.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-12)。
(實施例1-113)
將實施例1-2所得到之易變形性凝集體(D1-2)(平均粒徑20μm)34.0質量份、樹脂合成例3所得到之丙烯酸樹脂(E-3)的25%乙酸乙酯溶液64.0質量份、及作為硬化劑之環氧系硬化劑Tetrad-X(三菱瓦斯化學股份有限公司製)0.8質量份,用分散器攪拌,再以2.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為35vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,均勻地塗布於經剝離處理之聚酯薄膜上並使其乾燥,設置厚度為50μm之具有接著性的導熱層。然後,將經過剝離處理之另一聚酯薄膜積層在黏著劑層側,得到黏著片。此導熱性構件(H1-13)的導熱率為2(W/m.K)。
(實施例1-114)
將實施例1-6所得到之易變形性凝集體(D1-6)(平均粒徑40μm)61.6質量份、聚酯胺基甲酸酯樹脂Vylon UR6100(東洋紡績股份有限公司製)18.7質量份、及作為硬化劑之環氧系硬化劑Tetrad-X(三菱瓦斯化學股份有限公司製)0.08質量份,用分散器攪拌,再以20.0質量 份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為65vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為110μm、導熱率為2.8(W/m.K)之導熱性構件(H1-14)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為100μm、導熱率為6.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-14)。
(實施例1-115)
將實施例1-11所得到之易變形性凝集體(D1-11)(平均粒徑100μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、及作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為70vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱層的厚度為130μm、導熱率為2.7(W/m.K)之導熱性構件(H1-15)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為120μm、導熱率為6(W/m.K)之導熱性構件(I1-15)。
(實施例1-116)
將實施例1-12所得到之易變形性凝集體(D1-12)(平均粒徑50μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、及作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,用缺角輪塗布機塗布於剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為3(W/m.K)之導熱性構件(H1-16)。接下來,將剝離處理片疊合在此導熱性構件(H1-16)上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為9(W/m.K)之導熱性構件(I1-16)。
(實施例1-117)
用缺角輪塗布機將實施例1-116所得到之導熱性樹脂組成物塗布在剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為100μm、導熱率為2.4(W/m.K)之導熱性構件(H1-17)。接下來,將剝離處理片疊合在此導熱性構件(H1-17)上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為90μm、導熱率為6.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-17)。
(實施例1-118)
用缺角輪塗布機將實施例1-116所得到之導熱性樹脂組成物塗布在剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為300μm、導熱率為1.8(W/m.K)之導熱 性構件(H1-18)。接下來,將剝離處理片疊合在此導熱性構件(H1-18)上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為290μm、導熱率為2.5(W/m.K)之導熱性構件(I1-18)。
(實施例1-119)
將實施例1-5所得到之易變形性凝集體(D1-5)(平均粒徑15μm)56.5質量份,與作為熱塑性樹脂之聚苯乙烯樹脂PSJ聚苯乙烯679(PS JAPAN股份有限公司製)43.5質量份攪拌/混合而成之物,以設定在200℃之二軸押出機熔融混練,製成易變形性凝集體的含有率為25vol%之導熱性樹脂組成物後,用射出成型機(東芝機械股份有限公司製IS-100F)成形,得到導熱層的厚度為1mm、導熱率為10(W/m.K)之高導熱性構件(I1-19)。
(實施例1-120)
將實施例1-7所得到之易變形性凝集體(D1-7)(平均粒徑20μm)94.0質量份與乙烯-甲基丙烯酸共聚物6.0質量份混合,放入模具,脫泡後,施加3MPa的荷重,於150℃壓緊1小時,得到易變形性凝集體的含有率為80vol%、導熱性層的厚度為500μm、導熱率為6(W/m.K)之高導熱性構件(I1-20)。
(實施例1-121)
將實施例1-9所得到之易變形性凝集體(D1-9)(平均粒徑20μm)72.0質量份與高密度聚乙烯樹脂Hizox 2100J(三井住友POLYOLEFIN股份有限公司製)28.0質量份混合,以混練機加熱混合,進行冷卻粉碎後,以押出機押出成形,得到易變形性凝集體的含有率為 40vol%、導熱率為3.5(W/m.k)之顆粒狀的高導熱性構件(I1-21)。
(比較例1-101)
將平均一次粒徑1μm的球狀氧化鋁粉末(ADMATECHS股份有限公司製,AO-502)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,再以5.7質量份的異丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
用缺角輪塗布機將所得到之樹脂組成物塗布在剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(H’1-1)。接下來,將剝離處理片疊合在此導熱性構件(H’1-1)上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到厚度為45μm之片材。此片材的導熱率係低達0.8(W/m.K)。
(比較例1-102)
將平均一次粒徑20μm的球狀氧化鋁粉末(昭和電工股份有限公司製、CB-P20)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,再以5.7 質量份的異丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)之導熱性構件(H’1-2)。進一步同樣進行,得到厚度為45μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(I’1-2)。
(比較例1-103)
將比較例1-13所製作之(D’1-13)(無法生成凝集體)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,再以5.7質量份的異丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到非凝集體的含有率為50vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.4(W/m.K)之導熱性構件(H’1-3)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(I’1-3)。
(比較例1-104)
將比較例1-14所製作之(D’1-14)(無法生成凝集體)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6 質量份,用分散器攪拌,再以5.7質量份的異丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到非凝集體的含有率為50vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(H’1-4)。進一步同樣進行,得到厚度為45μm、導熱率為0.8(W/m.K)之導熱性構件(I’1-4)。
(比較例1-105)
將比較例1-15所得到之凝集體(D’1-15)(平均粒徑20μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的異丙醇、及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.1(W/m.K)之導熱性構件(H’1-5)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.3(W/m.K)之導熱性構件(I’1-5)。
(比較例1-106)
將比較例1-16所得到之凝集體(D’1-16)(平均粒徑15μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7 質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的異丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.2(W/m.K)之導熱性構件(H’1-6)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)之導熱性構件(I’1-6)。此片材上發現大量起因於粒子破碎之裂痕。
(比較例1-107)
將比較例1-17所得到之凝集體(D’1-17)(平均粒徑15μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的異丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.3(W/m.K)之導熱性構件(H’1-7)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(I’1-7)。
(比較例1-108)
將比較例1-18所製作之(D’1-18)(無法生成凝集體)38.3質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的異丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到非凝集體的含有率60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(H’1-8)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.9(W/m.K)之導熱性構件(I’1-8)。
(比較例1-109)
將比較例1-19所得到之凝集體(D’1-19)(平均粒徑30μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的異丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.1(W/m.K)之導熱性構件(H’1-9)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.3(W/m.K)之導熱性構件(I’1-9)。
(比較例1-110)
將比較例1-20所製作之(D’1-20)(無法生成凝集體)38.3`質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的異丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到非凝集體的含有率60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(H’1-10)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.9(W/m.K)之導熱性構件(I’1-10)。
(比較例1-111)
將實施例1-1所得到之凝集體(D1-1)(平均粒徑10μm)14.4質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液82.6質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液8.3質量份,用分散器攪拌,再以6.6質量份的MEK調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為15vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為0.1(W/m.K)之導熱性構件(H’1-11)。進一步同樣進行,得到厚度為35μm、導熱率為0.3(W/m.K)之導熱性構件(I’1-11)。
(比較例1-112)
將實施例1-1所得到之凝集體(D1-1)(平均粒徑10μm)44.0質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液4.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液0.4質量份,用分散器攪拌,再以52.1質量份的MEK調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為92vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,欲製作片狀導熱性構件,但無法成膜。
(比較例1-113)
將實施例1-10所得到之易變形性凝集體(D1-10)(平均粒徑20μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的異丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例1-101同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(H’1-13)。進一步同樣進行,得到厚度為35μm、導熱率為0.8(W/m.K)之導熱性構件(I’1-13)。
實施例1-101~1-118及比較例1-101~113中的主要製造條件與評價結果係示於表1-5~1-8。
表中的溶劑(F)僅記載追加作為溶劑者。
表中,對於導熱性構件(H)的導熱層中平均粒徑/膜厚也有資料顯示。
如表1-5~1-8所示般,本發明之導熱性樹脂組成物 (G)提供了導熱率優良之導熱性構件(I)。而如比較例1-101~1-110所示般,導熱性樹脂組成物(G)中,不含易變形性凝集體(D)之樹脂組成物,無法展現充分的導熱率。如比較例1-111所示般,若組成物中的易變形性凝集體(D)的量不充分,則會有無法展現充分的導熱率之情形。如比較例1-112所示般,若組成物中的易變形性凝集體(D)的量過多,則會有無法成膜之情形。如比較例1-113所示般,於樹脂組成物製作中,凝集體崩壞也會無法展現充分的導熱率。
(實施例2-1)
將氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):100質量份、Mw=1800的聚(乙烯亞胺)之4質量%水溶液:125質量份(固體含量:5質量份)、及離子交換水:25質量份,以分散器用1000rpm攪拌1小時,得到漿液。
用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」),將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約10μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.4mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:95%之易變形性凝集體(D2-1)。
(實施例2-2)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P02」,平均一次粒徑:約2μm、平均圓形度:0.98):100質量份、Mw=5000的聚(烯丙胺)之4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換 水:100質量份以外,與實施例2-1同樣進行,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.3mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D2-2)。
(實施例2-3)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-509」,平均一次粒徑:約10μm、平均圓形度:0.99):100份、Mw=50000的聚(二烯丙基胺)氫氯酸鹽之4質量%水溶液:12.5質量份(固體含量:0.5質量份)、及離子交換水:137.5質量份以外,與實施例2-1同樣進行,得到平均粒徑約40μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約3.2mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:90%之易變形性凝集體(D2-3)。
(實施例2-4)
除了使用氮化鋁(TOKUYAMA股份有限公司製「H級」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.97):100質量份、Mw=10000的聚(N-異丙基丙烯醯胺)之4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例2-1同樣進行,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約2mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:96%之易變形性凝集體(D2-4)。
(實施例2-5)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P05」,平均一次粒徑:約5μm、平均圓形度:0.99):100質量份、Mw=5000的聚(乙烯吡咯烷酮)之20質量% 水溶液:25質量份(固體含量:10質量份)、及離子交換水:125質量份以外,與實施例2-1同樣進行,得到平均粒徑約30μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D2-5)。
(實施例2-6)
除了使用聚胺基甲酸酯樹脂(東洋紡績股份有限公司:Vylon UR-1400)的20質量%甲苯溶液:10質量份(固體含量:2質量份)取代實施例2-1的聚(乙烯亞胺)之4質量%水溶液,使用140質量份的甲苯取代離子交換水,並將噴霧乾燥溫度從125℃變更為140℃以外,與實施例2-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.5mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D2-6)。
(實施例2-7)
得到與實施例2-1相同之漿液後,用高速混合機(EARTHTECHNICA股份有限公司製「LFS-2」)在攪拌下乾燥,除去水分,得到平均粒徑約100μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約3mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D2-7)。
(比較例2-1)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-A20S」,平均一次粒徑:約20μm、平均圓形度:0.98、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約220mN)取代實施例2-2的「CB-P02」以外,與實施例2-2同樣進行,對氧化鋁粒子使用Mw=5000的聚(烯丙胺)之4質 量%水溶液,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’2-1)。
(比較例2-2)
除了不使用實施例2-1的Mw=1800之聚(乙烯亞胺),並將離子交換水設為150質量份以外,與實施例2-1同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’2-2)。
(比較例2-3)
除了將實施例2-1的Mw=1800的聚(乙烯亞胺)之4質量%水溶液設為1250質量份(固體含量:50質量份)、離子交換水設為50質量份以外,與實施例2-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.8mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:12%之易變形性凝集體(D’2-3)。
(比較例2-4)
除了使用矽烷偶合劑(信越化學公司製「KBM-04」,四甲氧基矽烷(10質量%溶液):20質量份(固體含量:2質量份)取代比較例2-3中的聚(乙烯亞胺)之4質量%水溶液,並將離子交換水設為130質量份以外,與比較例2-3同樣進行,得到漿液,將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥/硬化,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約42mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:75%之易變形性凝集體(D’2-4)。
(比較例2-5)
得到與比較例2-4相同之漿液,將此漿液在125℃的環 境下噴霧乾燥後,以氧化鋁的熔點以上之2100℃燒結,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約200mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D’2-5)。
(比較例2-6)
除了使用氧化鋁粒子(住友化學股份有限公司製,「AL-33」,平均一次粒徑:約12μm、平均圓形度:0.9):100質量份、環氧樹脂組成物(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製,「Epicoat 1010」)2質量份、及甲苯:148質量份以外,與實施例2-1同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’2-6)。
實施例2-1~2-7及比較例2-1~2-6中的主要製造條件與評價結果係示於表2-1~2-2。
如表2-1~2-2所示般,為了生成凝集體,較佳係導熱性粒子(A)的平均一次粒徑為10μm以下,並使用具有氮原子之有機黏著劑(B)。比較例2-1、2-2、2-6無法形成凝集體。如比較例2-3所示般,若有機黏著劑(B)過多,則在振盪時凝集體彼此會進一步凝集,經由衝撃會造成變質。如比較例2-4、2-5所示般,若使用矽烷偶合劑作為有機黏著劑、在氧化鋁熔點以上燒結等,雖然將導熱性粒子(A)彼此穩固的黏合,但會變成缺乏易變形性。
(實施例2-8)
將實施例2-1所得到之易變形性凝集體(D2-1)(平均粒徑10μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量 份、及雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001」)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用缺角輪塗布機將所得到之導熱性樹脂組成物塗布於剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜),以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm之導熱性構件(H2-1)。導熱率為3(W/m.K)。
藉由將此導熱性構件(H2-1)在150℃以2MPa加壓1小時,得到具備導熱層的厚度為45μm、導熱率為6.6(W/m.K)之導熱性構件(I2-1)的導熱性接合片。
另外,自導熱性構件(H2-1)剝除剝離處理片,將導熱層單獨分離出來,讓其夾在40μm厚的銅箔與250μm厚的鋁板之間,於150℃以2MPa加壓1小時。所得到之片材的接著力為18N/cm。
(實施例2-9)
將實施例2-2所得到之易變形性凝集體(D2-2)(平均粒徑15μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、及作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為70vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例2-8同 樣進行,得到導熱層的厚度為65μm、導熱率為3.0(W/m.K)之導熱性構件(H2-2)。進一步與實施例2-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為5.8(W/m.K)、接著力為20N/cm之導熱性構件(I2-2)。
(實施例2-10)
將實施例2-3所得到之易變形性凝集體(D2-3)(平均粒徑40μm)32.4質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液50.4質量份、及作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液5.0質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為40vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例2-8同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為2.5(W/m.K)之導熱性構件(H2-3)。進一步與實施例2-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為55μm、導熱率為5.5(W/m.K)、接著力為22N/cm之導熱性構件(I2-3)。
(實施例2-11)
將實施例2-4所得到之易變形性凝集體(D2-4)(平均粒徑15μm)36.0質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的35%甲苯溶液36.0質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1質量份混合,用分散器攪拌,再以5.8質量份的2-丙醇及23.2質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹 脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例2-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為4.5(W/m.K)之導熱性構件(H2-4)。進一步與實施例2-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為44μm、導熱率為8.3(W/m.K)、接著力為15N/cm之導熱性構件(I2-4)。
(實施例2-12)
將實施例2-5所得到之易變形性凝集體(D2-5)(平均粒徑30μm)22.8質量份、樹脂合成例3所得到之丙烯酸樹脂(E-3)的25%乙酸乙酯溶液68.8質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1.72質量份混合,用分散器攪拌,再以11.0質量份的甲乙酮(MEK)調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為25vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例2-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為1.8(W/m.K)之導熱性構件(H2-5)。進一步與實施例2-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為3.1(W/m.K)、接著力為16N/cm之導熱性構件(I2-5)。
(實施例2-13)
將實施例2-6所得到之易變形性凝集體(D2-6)(平均粒徑20μm)38.3質量份、水系乳液樹脂(Polysol AX-590,昭和電工股份有限公司製、固體含量49%)13.8質量份混合,用分散器攪拌,再以48.0質量份的水調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為60vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例2-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為1.8(W/m.K)之導熱性構件(H2-6)。進一步與實施例2-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為3.1(W/m.K)、接著力為18N/cm之導熱性構件(I2-6)。
(實施例2-14)
將實施例2-7所得到之易變形性凝集體(D2-7)(平均粒徑100μm)61.6質量份、聚酯胺基甲酸酯樹脂Vylon UR6100(東洋紡績股份有限公司製)18.7質量份、及作為硬化劑之環氧系硬化劑Tetrad-X(三菱瓦斯化學股份有限公司製)0.08質量份,用分散器攪拌,再以20.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為65vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例2-8同樣進行,得到導熱層的厚度為110μm、導熱率為2.8(W/m.K)之導熱性構件(H2-7)。進一步與實施例2-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為100μm、導熱率為6.5(W/m.K)、接著力為16N/cm之導熱性構件(I2-7)。
(比較例2-7)
將平均一次粒徑1μm的球狀氧化鋁粉末(ADMATECHS股份有限公司製,AO-502)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,再以5.7質量份的2-丙醇及22.7質量份的甲苯調 整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
用缺角輪塗布機將所得到的樹脂組成物塗布在剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(H’2-1)。接下來,將剝離處理片疊合在此導熱性構件(H’2-1)上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到厚度為45μm之導熱性構件(I’2-1)。此片材的導熱率為0.8(W/m.K)之低值。
另外,自導熱性構件(H’2-1)剝除剝離處理片,將導熱層單獨分離出來,將其夾在40μm厚的銅箔與250μm厚的鋁板之間,於150℃以2MPa加壓1小時。所得到之樣本的接著力為16N/cm。
(比較例2-8)
將平均一次粒徑20μm的球狀氧化鋁粉末(昭和電工股份有限公司製、CB-A20S)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,再以5.7質量份的2-丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例2-7同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)之導熱性構件(H’2-2)。進一步與比較例2-7同樣加壓, 得到厚度為45μm、導熱率為0.7(W/m.K)、接著力為15N/cm之導熱性構件(I’2-2)。
(比較例2-9)
將比較例2-3所得到之凝集體(D’2-3)(平均粒徑20μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例2-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.3(W/m.K)之導熱性構件(H’2-3)。進一步與比較例2-7同樣加壓,得到厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)、接著力為15N/cm之導熱性構件(I’2-3)。
(比較例2-10)
將比較例2-4所得到之凝集體(D’2-4)(平均粒徑15μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例2-7同樣進 行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.2(W/m.K)之導熱性構件(H’2-4)。進一步與比較例2-7同樣加壓,得到厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)、接著力為2N/cm之導熱性構件(I’2-4)。
此片材上發現大量起因於粒子破碎之裂痕。
(比較例2-11)
將比較例2-5所製作之(D’2-5)(平均粒徑15μm)38.3質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的35%甲苯溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到非凝集體的含有率60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例2-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(H’2-5)。進一步與比較例2-7同樣加壓,得到厚度為50μm、導熱率為0.9(W/m.K)、接著力為1N/cm之導熱性構件(I’2-5)。
此片材上發現大量起因於粒子破碎之裂痕。
實施例2-8~2-14及比較例2-7~2-11中的主要製造條件與評價結果係示於表2-3。
表中的溶劑(F)僅記載追加作為溶劑者。
如表2-3所示般,含有本發明之易變形性凝集體(D)之導熱性樹脂組成物(G),藉由加壓,可提供導熱率優良之導熱性構件(I)。如比較例2-7~2-11所示般,導熱性樹 脂組成物(G)中,不含易變形性凝集體(D)之樹脂組成物,無法展現充分的導熱率。如比較例2-8所示般,於樹脂組成物製作中,凝集體雖崩壞,但因樹脂成分多,而沒有充分的導熱路徑,無法展現高導熱率。如比較例2-10、2-11所示般,若使用不含氮原子之有機黏著劑則得不到充分的接著力。
(實施例3-1)
將氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):100質量份、羧基甲基纖維素(DAICEL FINE CHEM股份有限公司製「CMC Daicel 1240」)的4質量%水溶液:125質量份(固體含量:5質量份)、及離子交換水:25質量份,以分散器用1000rpm攪拌1小時,得到漿液。
將此漿液用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」),在125℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約10μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約3.2mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D3-1)。
(實施例3-2)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P02」,平均一次粒徑:約2μm、平均圓形度:0.98):100質量份、Mw=5000的聚(烯丙胺)之4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例3-1同樣進行,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮 力:約0.3mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D3-2)。
(實施例3-3)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-509」,平均一次粒徑:約10μm、平均圓形度:0.99):100份、聚乙烯醇(日本合成化學工業股份有限公司製「Gohsenol NL-05」)的4質量%水溶液:12.5質量份(固體含量:0.5質量份)、及離子交換水:137.5質量份以外,與實施例3-1同樣進行,得到平均粒徑約40μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D3-3)。
(實施例3-4)
除了使用氮化鋁(TOKUYAMA股份有限公司製「H級」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.97):100質量份、具有乙醯乙醯基之改質聚乙烯醇(日本合成化學工業股份有限公司製「Gohsefimer Z-100」)的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例3-1同樣進行,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.7mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D3-4)。
(實施例3-5)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P05」,平均一次粒徑:約5μm、平均圓形度:0.99):100質量份、Mw=25000的聚丙烯酸之40質量% 水溶液:12.5質量份(固體含量:10質量份)、及離子交換水:137.5質量份以外,與實施例3-1同樣進行,得到平均粒徑約30μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約2mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:95%之易變形性凝集體(D3-5)。
(實施例3-6)
除了使用環氧樹脂組成物(JAPAN EPOXY RESINS製,「Epicoat 1010」2質量份,及甲苯:148質量份取代實施例3-1之羧基甲基纖維素的4質量%水溶液,並將噴霧乾燥溫度從125℃變更為140℃以外,與實施例3-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.4mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D3-6)。
(實施例3-7)
得到與實施例3-1相同之漿液後,用高速混合機(EARTHTECHNICA股份有限公司製「LFS-2」)在攪拌下乾燥,除去水分,得到平均粒徑約100μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約3mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:90%之易變形性凝集體(D3-7)。
(比較例3-1)
使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-A20S」,平均一次粒徑:約20μm、平均圓形度:0.98、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約220mN)取代「CB-P02」,與實施例3-2同樣進行,對氧化鋁粒子使用上述羧基甲基纖維素的4質量%水溶液,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀 態之產物(D’3-1)。
(比較例3-2)
除了不使用羧基甲基纖維素,並將離子交換水設為150質量份以外,與實施例3-1同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’3-2)。
(比較例3-3)
除了將上述羧基甲基纖維素的4質量%水溶液設為1250質量份(固體含量:50質量份),並將離子交換水設為50質量份以外,與實施例3-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.8mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:12%之易變形性凝集體(D’3-3)。
(比較例3-4)
除了不使用羧基甲基纖維素的4質量%水溶液,使用矽烷偶合劑(信越化學公司製「KBM-04」,四甲氧基矽烷(10質量%溶液):20質量份(固體含量:2質量份),並將離子交換水設為130質量份以外,與實施例3-1同樣進行,得到漿液,將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥/硬化,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約42mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:75%之易變形性凝集體(D’3-4)。
(比較例3-5)
得到與比較例3-4相同樣之漿液,將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥後,以氧化鋁的熔點以上之2100℃燒結,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要 的平均壓縮力:約200mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D’3-5)。
(比較例3-6)
除了使用氧化鋁粒子(住友化學股份有限公司製,「AL-33」,平均一次粒徑:約12μm、平均圓形度:0.9):100質量份、聚胺基甲酸酯樹脂(東洋紡績股份有限公司:Vylon UR-1400)的20質量%甲苯溶液:10質量份(固體含量:2質量份),並使用140質量份的甲苯取代離子交換水以外,與實施例3-1同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’3-6)。
實施例3-1~3-7及比較例3-1~3-6中的主要製造條件與評價結果係示於表3-1~3-2。
如表3-1~3-2所示般,為了生成凝集體,較佳係導熱性粒子(A)的平均一次粒徑為10μm以下,且使用具有反應性官能基之有機黏著劑(B)。比較例3-1、3-2、3-6無法形成凝集體。如比較例3-3所示般,若有機黏著劑(B)過多,則在振盪時凝集體彼此會進一步凝集,經由衝撃會造成變質。如比較例3-4,3-5所示般,若使用矽烷偶合劑作為有機黏著劑,若在讓易變形性凝集體(D)變形前加熱並使其硬化,或以氧化鋁的熔點以上之溫度燒結等,雖然將導熱性粒子(A)彼此穩固的黏合,但會變得缺乏易變形性。
(實施例3-8)
將實施例3-1所得到之易變形性凝集體(D3-1)(平均粒徑10μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基 甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、及雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用缺角輪塗布機將所得到之導熱性樹脂組成物塗布於剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm之導熱性構件(H3-1)。導熱率為3(W/m.K)。藉由將此導熱性構件(H3-1)於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為7(W/m.K)之導熱性構件(I3-1)。
另外,自導熱性構件(H3-1)剝除剝離處理片,將導熱層單獨分離出來,將其夾在40μm厚的銅箔與250μm厚的鋁板之間,於150℃以2MPa加壓1小時。所得到之片材之耐熱性良好。
(實施例3-9)
將實施例3-2所得到之易變形性凝集體(D3-2)(平均粒徑15μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、及作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為70vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例3-8同樣進行,得到導熱層的厚度為65μm、導熱率為2.8(W/m.K)之導熱性構件(H3-2)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為5.5(W/m.K)、耐熱性良好之導熱性構件(I3-2)。
(實施例3-10)
將實施例3-3所得到之易變形性凝集體(D3-3)(平均粒徑40μm)32.4質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的35%甲苯溶液36.0質量份、及作為硬化劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)2.5質量份混合,用分散器攪拌,再以9.3質量份的2-丙醇及37.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為40vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例3-8同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為2.5(W/m.K)之導熱性構件(H3-3)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為55μm、導熱率為3.5(W/m.K)、耐熱性良好之導熱性構件(I3-3)。
(實施例3-11)
將實施例3-4所得到之易變形性凝集體(D3-4)(平均粒徑5μm)36.0質量份、樹脂合成例3所得到之丙烯酸樹脂(E-3)的25%乙酸乙酯溶液50.4質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1質量份混合,用分散器攪拌,再以29.0質量份的甲乙酮(MEK)調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的 含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例3-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為6(W/m.K)之導熱性構件(H3-4)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為44μm、導熱率為10(W/m.K)、耐熱性良好之導熱性構件(I3-4)。
(實施例3-12)
將實施例3-5所得到之易變形性凝集體(D3-5)(平均粒徑30μm)22.8質量份、環氧樹脂(YX-4000H,YUKA SHELL EPOXY股份有限公司製)的25%甲苯溶液68.8質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1.72質量份混合,用分散器攪拌,再以11.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為25vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例3-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為2.3(W/m.K)之導熱性構件(H3-5)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為3(W/m.K)、耐熱性良好之導熱性構件(I3-5)。
(實施例3-13)
將實施例3-6所得到之易變形性凝集體(D3-6)(平均粒徑20μm)38.3質量份,與水系乳液樹脂(Polysol AX-590,昭和電工股份有限公司製、固體含量49%)13.8質量份混合,用分散器攪拌,再以48.0質量份的水調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含 有率為60vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例3-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為2(W/m.K)之導熱性構件(H3-6)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為4.2、耐熱性良好之導熱性構件(I3-6)。
(實施例3-14)
將實施例3-7所得到之易變形性凝集體(D3-7)(平均粒徑100μm)61.6質量份、聚酯胺基甲酸酯樹脂Vylon UR6100(東洋紡績股份有限公司製)18.7質量份、及作為硬化劑之環氧系硬化劑Tetrad-X(三菱瓦斯化學股份有限公司製)0.08質量份,用分散器攪拌,以20.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為65vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例3-8同樣進行,得到導熱層的厚度為110μm、導熱率為2.7(W/m.K)之導熱性構件(H3-7)。進一步同樣進行,得到導熱層的厚度為100μm、導熱率為5(W/m.K)、耐熱性良好之導熱性構件(I3-7)。
(比較例3-7)
將平均一次粒徑1μm的球狀氧化鋁粉末(ADMATECHS股份有限公司製,AO-502)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器 攪拌,再以5.7質量份的2-丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,用缺角輪塗布機塗布在剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(H’3-1)。接下來,將剝離處理片疊合在此導熱性構件(H’3-1)上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到厚度為45μm之導熱性構件(I’3-1)。此片材的導熱率為0.8(W/m.K)之低值。
另外,自導熱性構件(H’3-1)剝除剝離處理片,將導熱層單獨分離出來,將其夾在40μm厚的銅箔與250μm厚的鋁板之間,於150℃以2MPa加壓1小時。所得到之樣本於耐熱性試驗觀察到剝離。
(比較例3-8)
將平均一次粒徑20μm的球狀氧化鋁粉末(昭和電工股份有限公司製、CB-A20S)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,再以5.7質量份的2-丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例3-7同樣進 行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)之導熱性構件(H’3-2)。進一步同樣進行,得到厚度為45μm、導熱率為0.7(W/m.K)、於耐熱性試驗觀察到些許發泡之導熱性構件(I’3-2)。
(比較例3-9)
將比較例3-3所得到之凝集體(D’3-3)(平均粒徑20μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例3-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.3(W/m.K)之導熱性構件(H’3-3)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)、耐熱性良好之導熱性構件(I’3-3)。
(比較例3-10)
將比較例3-4所得到之凝集體(D’3-4)(平均粒徑15μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質 量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例3-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.2(W/m.K)之導熱性構件(H’3-4)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)、於耐熱性試驗觀察到剝離之導熱性構件(I’3-4)。
此片材上發現大量起因於粒子破碎之裂痕。
(比較例3-11)
比較例3-5所製作之(D’3-5)38.3質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的35%甲苯溶液27.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂EPICOAT 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到非凝集體的含有率60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例3-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(H’3-5)。進一步同樣進行,得到厚度為50μm、導熱率為0.9(W/m.K)、於耐熱性試驗觀察到剝離之導熱性構件(I’3-5)。
此片材上發現大量起因於粒子破碎之裂痕。
實施例3-8~3-14及比較例3-7~3-11中的主要製造條件與評價結果係示於表3-3~3-4。
表中的溶劑(F)僅記載追加作為溶劑者。
如表3-3~3-4所示般,本發明之導熱性樹脂組成物(G)可提供導熱率優良之導熱性構件(I)。如比較例3-7、3-8所示般,於導熱性樹脂組成物(G)中,不含易變形性凝集體(D)之樹脂組成物,無法展現充分的導熱率。如比較例3-9所示般,於樹脂組成物製作中,凝集體雖崩壞,但因樹脂成分多,而沒有充分的導熱路徑,無法展現高導熱率。如比較例3-10所示般,若使用不含反應性官能基之有機黏著劑(B),則得不到充分的耐熱性。
(纖維合成例1:銀奈米線)
把將5質量份的Mw40000之聚乙烯吡咯烷酮溶解於300ml的乙二醇而成的溶液加溫,在氮氣環境下,以130℃加熱10分鐘後,添加1.5ml 100mM的氯化鈉之乙二醇溶液,及2.2mM的乙醯丙銅鐵(II)之乙二醇溶液,以130℃加熱5分鐘。接下來,添加1.25ml的濃硝酸,以130℃加熱2小時。
然後,藉由將所得到之溶液以異丙醇進行3次再沉澱,得到銀成分3.0mg/ml的平均纖維徑60nm、平均長20μm(長寬比333)的銀奈米線分散而成之異丙醇溶液(P1)。
(纖維合成例2:銀奈米線)
於加熱至160℃之100ml的乙二醇中,經10秒鐘添加10ml之0.15mM硝酸銀之乙二醇溶液。10分鐘後,升溫至170℃,分別經210分鐘添加200ml之100mM硝酸銀之乙二醇溶液,及200ml之600mM聚乙烯吡咯烷酮(Mw40000)之乙二醇溶液。進一步以170℃加熱3 小時。
然後,藉由將所得到之溶液以異丙醇進行3次再沉澱,得到銀成分3.0mg/ml的平均纖維徑500nm、平均長10μm(長寬比20)的銀奈米線分散而成之異丙醇溶液(P2)。
(纖維合成例3:銅線)
製作將0.2質量份的乙酸銅溶解於10ml蒸餾水而成之乙酸銅水溶液10ml,與作為金屬離子還原劑將硼氫化鈉與蒸餾水混合而成之5.0mol/l硼氫化鈉水溶液100ml。於硼氫化鈉水溶液中添加0.5g水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加以攪拌溶解。
然後讓氮與氧的比率調整為3:1之混合氣體,於此還原性水溶液中通氣約60分鐘後,將水溫設定於20℃,滴入10ml上述乙酸銅水溶液。將此混合液保持在水溫20℃均勻攪拌約60分鐘。回收生成之黒色反應液,得到銅成分1.8mg/ml的平均纖維徑12μm、平均長100μm(長寬比8.3)的銅線分散而成之水溶液(P3)。
(纖維合成例4:金屬被覆聚合物奈米纖維)
使用丙烯腈/甲基丙烯酸環氧丙酯=35/65的共聚物(Mw=40,000),以靜電紡絲法製作70質量份的聚合物奈米纖維。接下來,在2500mL燒瓶中將其與200mL氫氧化混合,攪拌一夜。然後,以5000mL的甲醇洗淨6次後,於真空中以50℃乾燥24小時。
藉由將70質量份的經過肼修飾之聚合物奈米纖維,浸漬於密閉玻璃瓶內的50mL之0.1M AgNO3溶液、5mL之1M KOH溶液及10mL之濃縮NH3溶液的混合 液,進行銀被覆。進一步以5000mL的甲醇洗淨6次後,藉由於真空中以50℃乾燥24小時,得到被平均纖維徑100nm、平均長15μm(長寬比150)之銀被覆而成之聚合物奈米纖維(P4)。
(實施例4-1)
將氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):100質量份、聚乙烯醇的4質量%水溶液(日本合成化學工業股份有限公司製「Gohsenol NL-05」):125質量份(固體含量:5質量份)、導熱性纖維(P1)溶液:33.3質量份(固體含量:0.1質量份)、及離子交換水:41.7質量份,以分散器用1000rpm攪拌1小時,得到漿液。
將此漿液用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」),在125℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約10μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.7mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:96%之易變形性凝集體(D4-1)。
(實施例4-2)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P02」,平均一次粒徑:約2μm、平均圓形度:0.98):100質量份、聚乙烯醇的4質量%水溶液(日本合成化學工業股份有限公司製「Gohsenol NL-05」):50質量份(固體含量:2質量份)、導熱性纖維(P1)溶液:66.6質量份(固體含量:0.2質量份)、及離子交換水:83.4質量份以外,與實施例4-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.6mN、 振盪試驗後的平均粒徑之維持率:94%之易變形性凝集體(D4-2)。
(實施例4-3)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司.製「AO-509」,平均一次粒徑:約10μm、平均圓形度:0.99):100份、Mw=5000的聚(烯丙胺)之4質量%水溶液:12.5質量份(固體含量:0.5質量份)、導熱性纖維(P2)溶液:333質量份(固體含量:1.0質量份)、及離子交換水:4.5質量份以外,與實施例4-1同樣進行,得到平均粒徑約45μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.5mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D4-3)。
(實施例4-4)
除了使用氮化鋁(TOKUYAMA股份有限公司製「H級」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.97):100質量份、Mw=10000的聚(N-異丙基丙烯醯胺)之4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、導熱性纖維(P2)溶液:66.7質量份(固體含量:0.2質量份)、及離子交換水:83.3質量份以外,與實施例4-1同樣進行,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約2mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D4-4)。
(實施例4-5)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P05」,平均一次粒徑:約5μm、平均圓形度:0.99):100質量份、Mw=5000的聚(乙烯吡咯烷酮)之20質量% 水溶液:25質量份(固體含量:10質量份)、導熱性纖維(P3)溶液:222.2質量份(固體含量:0.4質量份)、及離子交換水:2.8質量份以外,與實施例4-1同樣進行,得到平均粒徑約30μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:92%之易變形性凝集體(D4-5)。
(實施例4-6)
將氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):100質量份、聚胺基甲酸酯樹脂(東洋紡績股份有限公司:Vylon UR-1400)20質量%甲苯溶液:10質量份(固體含量:2質量份)、導熱性纖維(P4):2質量份(固體含量:2質量份)、及甲苯:178質量份,以分散器用1000rpm攪拌1小時,得到漿液。
將此漿液用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」),在140℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.5mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D4-6)。
(實施例4-7)
將氮化鋁(TOKUYAMA股份有限公司製「H級」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.97):100質量份、Mw=10000的聚(N-異丙基丙烯醯胺)之4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、導熱性纖維(P4):40質量份(固體含量:40質量份)、及水:210質量份,以分散器用1000rpm攪拌1小時,得到漿液。
將此漿液用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」),在140℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約40μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約3.0mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:94%之易變形性凝集體(D4-7)。
(比較例4-1)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-A20S」,平均一次粒徑:約20μm、平均圓形度:0.98、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約220mN)取代實施例4-2的「CB-P02」以外,與實施例4-2同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’4-1)。
(比較例4-2)
除了不使用實施例4-2的聚(乙烯醇),並將離子交換水設為133.4質量份以外,與實施例4-2同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’4-2)。
(比較例4-3)
除了將實施例4-3的聚(烯丙胺)之4質量%水溶液設為1250質量份(固體含量:50質量份),並將離子交換水設為50質量份以外,與實施例4-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1.0mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:15%之易變形性凝集體(D’4-3)。
(比較例4-4)
除了不使用聚(烯丙胺)的4質量%水溶液,使用矽 烷偶合劑(信越化學公司製「KBM-04」,四甲氧基矽烷(10質量%溶液):20質量份(固體含量:2質量份),並將離子交換水設為130質量份以外,與比較例4-3同樣進行,得到漿液,將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥/硬化,得到平均粒徑約25μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約60mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:78%之易變形性凝集體(D’4-4)。
(比較例4-5)
得到與比較例4-4相同之漿液,將此漿液在125℃的環境下噴霧乾燥後,以氧化鋁之熔點以上的2100℃燒結,得到平均粒徑約23μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約176mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:96%之易變形性凝集體(D’4-5)。
(比較例4-6)
除了使用氧化鋁粒子(住友化學股份有限公司製,「AL-33」,平均一次粒徑:約12μm、平均圓形度:0.9):100質量份、環氧樹脂組成物(JAPAN EPOXY RESINS製,「Epicoat 1010」2質量份、導熱性纖維(P4):5質量份(固體含量:5質量份)、及甲苯:145質量份以外,與實施例4-1同樣進行,欲得到易變形性凝集體,但得到容易崩壞,無法成為凝集體狀態之產物(D’4-6)。
實施例4-1~4-7及比較例4-1~4-6中的主要製造條件與評價結果係示於表4-1~4-2。
如表4-1~4-2所示般,為了生成凝集體,較佳係導熱性粒子(A)的平均一次粒徑為10μm以下,及使用有機黏著劑(B)與導熱性纖維(P)。比較例4-1、4-2、4-6無法 形成凝集體。如比較例4-3所示般,若有機黏著劑(B)過多,則在振盪時凝集體彼此會進一步凝集,經由衝撃會造成變質。如比較例4-4、4-5所示般,若使用矽烷偶合劑作為有機黏著劑,或以氧化鋁的熔點以上之溫度燒結等,雖然將導熱性粒子(A)彼此穩固的黏合,但會變得缺乏易變形性。比較例4-7有許多不含於凝集體之導熱性纖維,為容易崩壞之凝集體。
(實施例4-8)
將實施例4-1所得到之易變形性凝集體(D4-1)(平均粒徑10μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001」)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用缺角輪塗布機將所得到之導熱性樹脂組成物塗布於剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm之導熱性構件(H4-1)。導熱率為3.5(W/m.K)。藉由將此導熱性構件(H4-1)以150℃、2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為6.7(W/m.K)之導熱性構件(I4-1)(導熱性接合片)。
(實施例4-9)
將實施例4-2所得到之易變形性凝集體(D4-2)(平均粒徑20μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基 甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為70vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例4-8同樣進行,得到導熱層的厚度為65μm、導熱率為3.2(W/m.K)之導熱性構件(H4-2)。進一步與實施例4-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為6.0(W/m.K)之導熱性構件(I4-2)。
(實施例4-10)
將實施例4-3所得到之易變形性凝集體(D4-3)(平均粒徑45μm)32.4質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液50.4質量份、及作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液5.0質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的2-丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為40vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例4-8同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為4.0(W/m.K)之導熱性構件(H4-3)。進一步與實施例4-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為55μm、導熱率為7.2(W/m.K)之導熱性構件(I4-3)。
(實施例4-11)
將實施例4-4所得到之易變形性凝集體(D4-4)(平均粒徑15μm)36.0質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的35%甲苯溶液36.0質量份、作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1質量份混合,用分散器攪拌,再以5.8質量份的2-丙醇及23.2質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例4-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為4.7(W/m.K)之導熱性構件(H4-4)。進一步與實施例4-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為44μm、導熱率為8.3(W/m.K)之導熱性構件(I4-4)。
(實施例4-12)
將實施例4-5所得到之易變形性凝集體(D4-5)(平均粒徑30μm)22.8質量份、樹脂合成例3所得到之丙烯酸樹脂(E-3)的25%乙酸乙酯溶液17.0質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1.72質量份混合,用分散器攪拌,以11.0質量份的甲乙酮(MEK)調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例4-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為2.0(W/m.K)之導熱性構件(H4-5)。進一步與實施例4-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為3.1(W/m.K)之導熱性構件(I4-5)。
(實施例4-13)
將實施例4-6所得到之易變形性凝集體(D4-6)(平均粒徑20μm)38.3質量份、水系乳液樹脂(Polysol AX-590,昭和電工股份有限公司製、固體含量49%)13.8質量份混合,用分散器攪拌,以48.0質量份的水調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為60vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例4-8同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為1.8(W/m.K)之導熱性構件(H4-6)。進一步與實施例4-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為3.0(W/m.K)之導熱性構件(I4-6)。
(實施例4-14)
將實施例4-7所得到之易變形性凝集體(D4-7)(平均粒徑40μm)22.8質量份、樹脂合成例3所得到之丙烯酸樹脂(E-3)的25%乙酸乙酯溶液18.0質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1.72質量份混合,用分散器攪拌,以11.0質量份的甲乙酮(MEK)調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為55vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例4-8同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為5.4(W/m.K)之導熱性構件(H4-7)。進一步與實施例4-8同樣加壓,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為6.3(W/m.K)之導熱性構件(I4-7)。
(比較例4-7)
將平均一次粒徑1μm的球狀氧化鋁粉末(ADMATECHS股份有限公司製,AO-502)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,再以5.7質量份的2-丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
用缺角輪塗布機將得到之樹脂組成物塗布在剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(H’4-1)。接下來,將剝離處理片疊合在此導熱性構件(H’4-1)上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到厚度為45μm、導熱率為0.8(W/m.K)之導熱性構件(I’4-1)。
(比較例4-8)
將平均一次粒徑20μm的球狀氧化鋁粉末(昭和電工股份有限公司製、CB-A20S)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.6質量份,用分散器攪拌,以5.7質量份的2-丙醇及22.7質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到氧化鋁的含有率為50vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例4-7同樣進行,得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為0.4(W/m.K)之導熱性構件(H’4-2)。進一步與比較例4-7同樣加壓,得到厚度為45μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(I’4-2)。
(比較例4-9)
將比較例4-3所得到之凝集體(D’4-3)(平均粒徑20μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,再以7.0質量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例4-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(H’4-3)。進一步與比較例4-7同樣加壓,得到厚度為50μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(I’4-3)。
(比較例4-10)
將比較例4-4所得到之凝集體(D’4-4)(平均粒徑25μm)38.3質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的30%甲苯/2-丙醇溶液27.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,以7.0質量份的2-丙醇及28.0 質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到凝集體的含有率為60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例4-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.4(W/m.K)之導熱性構件(H’4-4)。進一步與比較例4-7同樣加壓,得到厚度為50μm、導熱率為0.5(W/m.K)之導熱性構件(I’4-4)。
此片材上發現大量起因於粒子破碎之裂痕。
(比較例4-11)
將比較例4-5所製作之凝集體(D’4-5)(平均粒徑23μm)38.3質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的35%甲苯溶液27.0質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂Epicoat 1001(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液2.7質量份,用分散器攪拌,以7.0質量份的2-丙醇及28.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到非凝集體的含有率60vol%之樹脂組成物。
使用所得到之樹脂組成物,與比較例4-7同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為0.7(W/m.K)之導熱性構件(H’4-5)。進一步與比較例4-7同樣加壓,得到厚度為50μm、導熱率為1.0(W/m.K)之導熱性構件(I’4-5)。
此片材上發現大量起因於粒子破碎之裂痕。
實施例4-8~4-14及比較例4-7~4-11中的主要製造條件與評價結果係示於表4-3。
表中的溶劑(F)僅記載追加作為溶劑者。
如表4-3所示般,含有本發明之易變形性凝集體(D)之導熱性樹脂組成物(G),藉由加壓,可提供導熱率優良之導熱性構件(I)。如比較例4-7、4-8、4-10、4-11所示般,於導熱性樹脂組成物(G)中,不含易變形性凝集體(D)之樹脂組成物,無法展現充分的導熱率。如比較例4-9所示般,於樹脂組成物製作中,凝集體雖崩壞,但因樹脂成分多而沒有充分的導熱路徑,無法展現高導熱率。
(實施例5-1)
將氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):100質量份、聚乙烯醇的4質量%水溶液(日本合成化學工業股份有限公司製「Gohsenol NL-05」):125質量份(固體含量:5質量份)、碳奈米管分散體(CNANO TECHNOLOGY公司製「LB200」,平均纖維徑11nm、平均纖維長10μm):100質量份(固體含量:5質量份)、及離子交換水:25質量份,以超音波均質機分散1小時,得到漿液。
將此漿液用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」),在125℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約10μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.7mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D5-1)。
(實施例5-2)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P02」,平均一次粒徑:約2μm、平均圓形度: 0.98):100質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、碳奈米管分散體(CNANO TECHNOLOGY公司製「LB200」):40質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.6mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:94%之易變形性凝集體(D5-2)。
(實施例5-3)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-509」,平均一次粒徑:約10μm、平均圓形度:0.99)100份、分散劑40質量%水溶液(BYK CHEMI股份有限公司製「BYK-190」):1.25質量份(固體含量:0.5質量份)、碳奈米管分散體(CNANO TECHNOLOGY公司製「LB200」):10質量份(固體含量:0.5質量份)、及離子交換水:137.5質量份以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約50μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約4.1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:91%之易變形性凝集體(D5-3)。
(實施例5-4)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99)70質量份、氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-509」,平均一次粒徑:約10μm、平均圓形度:0.99)30質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、碳奈米管分 散體(CNANO TECHNOLOGY公司製「LB200」):40質量份(固體含量:2質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約30μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1.1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:96%之易變形性凝集體(D5-4)。
(實施例5-5)
除了使用氮化鋁(TOKUYAMA股份有限公司製「H級」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.97):100質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、碳奈米管分散體(CNANO TECHNOLOGY公司製「LB200」):100質量份(固體含量:5質量份)、及離子交換水:100質量份以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約1.1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:98%之易變形性凝集體(D5-5)。
(實施例5-6)
除了使用氧化鋁粒子(昭和電工股份有限公司製「CB-P05」,平均一次粒徑:約5μm、平均圓形度:0.99):100質量份、聚乙烯吡咯烷酮的20質量%水溶液(日本觸媒股份有限公司製「K-85W」):25質量份(固體含量:10質量份)、碳奈米管分散體(CNANO TECHNOLOGY公司製「LB200」):100質量份(固體含量:5質量份)、及離子交換水:125質量份以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約40μm、壓縮變 形率10%所需要的平均壓縮力:約2.1mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:93%之易變形性凝集體(D5-6)。
(實施例5-7)
除了將上述聚乙烯醇的4質量%水溶液設為750質量份(固體含量:30質量份),並將離子交換水設為150質量份以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.8mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:99%之易變形性凝集體(D5-7)。
(實施例5-8)
除了使用氧化鋁粒子(電氣化學工業股份有限公司製「ASFP-20」,平均一次粒徑:約0.3μm、平均圓形度:0.99):100質量份、上述聚乙烯醇的4質量%水溶液:50質量份(固體含量:2質量份)、XG SCIENCES(鱗片狀石墨烯粉末M級、平均長寬比3000、平均厚度3nm):1質量份、及離子交換水:100質量份以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約5μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.3mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:99%之易變形性凝集體(D5-8)。
(實施例5-9)
除了使用氧化鋁粒子(ADMATECHS股份有限公司製「AO-502」,平均一次粒徑:約1μm、平均圓形度:0.99):100質量份、聚酯樹脂(東洋紡績股份有限公司:Vylon 200)的20質量%甲苯溶液:10質量份(固 體含量:2質量份)、碳奈米管(宇部興產股份有限公司製「AMC」,平均纖維徑11nm、平均纖維長2μm)3質量份、及甲苯:200質量份,並將噴霧乾燥溫度從125℃變更為140℃以外,與實施例5-1同樣進行,得到平均粒徑約20μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約0.8mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:94%之易變形性凝集體(D5-9)。
實施例5-1~5-9中的主要製造條件與評價結果係示於表5-1~5-2。
如表5-1~5-2所示般,為了生成凝集體,導熱性粒子(A)的平均一次粒徑為10μm以下,及使用有機黏著劑(B)係必要的。
(實施例5-101)
將實施例5-1所得到之易變形性凝集體(D5-1)(平均粒徑10μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用缺角輪塗布機將所得到之導熱性樹脂組成物塗布於剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,以100℃加熱乾燥2分鐘,得到導熱層的厚度為50μm之導熱性構件(H5-1)。導熱率為5(W/m.K)。
(實施例5-102)
將剝離處理片疊合在實施例5-101所得到之導熱性構件(H5-1)的導熱層上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為45μm、易變形性凝集體(D5-1)的含量為50vol%、導熱率為8.5(W/m.K)之導熱性構件(I5-2)。
(實施例5-103)
將實施例5-2所得到之易變形性凝集體(D5-2)(平均粒徑20μm)37.1質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液31.5質量份、作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為70vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,用缺角輪塗布機塗布在剝離處理片(厚度75μm之離型處理聚對苯二甲酸乙二酯薄膜)上,於100℃加熱乾燥2分鐘後,將剝離處理片疊合在導熱層上,於150℃以2MPa加壓1小時,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為11(W/m.K)之導熱性構件(I5-3)。
(實施例5-104)
將實施例5-3所得到之易變形性凝集體(D5-3)(平均粒徑50μm)32.4質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液50.4質量份,及作為硬化劑之Epicoat 1031S(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製)的50%MEK溶液5.0質量份, 用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為40vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例5-103同樣進行,得到導熱層的厚度為60μm、導熱率為7(W/m.K)之導熱性構件(I5-4)。
(實施例5-105)
將實施例5-4所得到之易變形性凝集體(D5-4)(平均粒徑30μm)36.0質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液36.0質量份、及作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)1質量份混合,用分散器攪拌,再以5.8質量份的異丙醇及23.2質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例5-103同樣進行,得到導熱層的厚度為45μm、導熱率為8.5(W/m.K)之導熱性構件(I5-5)。
(實施例5-106)
將實施例5-8所得到之易變形性凝集體(D5-8)(平均粒徑5μm)36.0質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液36.0質量份,及作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液3.15質量份,用分散器攪拌,再以6.5質量份的異丙醇及25.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡, 得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例5-103同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為7(W/m.K)之導熱性構件(I5-6)。
(實施例5-107)
將實施例5-1所得到之易變形性凝集體(D5-1)(平均粒徑10μm)7.4質量份、平均一次粒徑為20μm的球狀氧化鋁(昭和電工股份有限公司製、CB-P20)29.7質量份、樹脂合成例2所得到之含有羧基之改質酯樹脂(E-2)的25%甲苯溶液31.5質量份、作為硬化劑之雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液3.2質量份,用分散器攪拌,以異丙醇0.4質量份及甲苯1.6質量份調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為55vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例5-103同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為8.5(W/m.K)之導熱性構件(I5-7)。
(實施例5-108)
將實施例5-2所得到之易變形性凝集體(D5-2)(平均粒徑20μm)19.2質量份、平均一次粒徑為10μm的球狀氧化鋁(ADMATECHS股份有限公司製,AO-509)19.2質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的25%甲苯/2-丙醇溶液26.1質量份、作為熱硬化助劑之Chemitite PZ(日本觸媒股份有限公司製)2.6質量 份,用分散器攪拌,再以3.3質量份的異丙醇及13.2質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為60vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例5-103同樣進行,得到導熱層的厚度為40μm、導熱率為8.5(W/m.K)之導熱性構件(I5-8)。
(實施例5-109)
將實施例5-2所得到之易變形性凝集體(D5-2)(平均粒徑20μm)34.0質量份、樹脂合成例3所得到之丙烯酸樹脂(E-3)的25%乙酸乙酯溶液64.0質量份、及作為硬化劑之環氧系硬化劑TETRAD-X(三菱瓦斯化學股份有限公司製)0.8質量份,用分散器攪拌,再以2.8質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為35vol%之導熱性樹脂組成物。
將所得到之導熱性樹脂組成物,均勻地塗布於經剝離處理之聚酯薄膜上並使其乾燥,設置黏著劑層。然後,將經過剝離處理之另一聚酯薄膜積層在黏著劑層側、得到導熱層的厚度為50μm、導熱率為4(W/m.K)之導熱性構件(H5-9)。
(實施例5-110)
將實施例5-5所得到之易變形性凝集體(D5-5)(平均粒徑15μm)56.5質量份,與作為熱塑性樹脂之聚苯乙烯樹脂PSJ聚苯乙烯679(PS JAPAN股份有限公司製)43.5質量份攪拌/混合而成之物,以設定於200℃之二軸押出機熔融混練,得到易變形性凝集體的含有率25vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,用射出成型機(東芝機械股份有限公司製IS-100F)成形,得到厚度為1mm、導熱率為12(W/m.K)之導熱性構件(I5-10)。
(實施例5-111)
將實施例5-6所得到之易變形性凝集體(D5-6)(平均粒徑40μm)61.6質量份、聚酯胺基甲酸酯樹脂Vylon UR6100(東洋紡績股份有限公司製)18.7質量份、及作為硬化劑之環氧系硬化劑TETRAD-X(三菱瓦斯化學股份有限公司製)0.08質量份,用分散器攪拌,再以20.0質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為65vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例5-103同樣進行,得到導熱層的厚度為100μm、導熱率為8.5(W/m.K)之導熱性構件(I5-11)。
(實施例5-112)
將實施例5-7所得到之易變形性凝集體(D5-7)(平均粒徑20μm)94.0質量份,與乙烯-甲基丙烯酸共聚物6.0質量份混合,放入模具,脫泡後,施加3MPa的荷重,於150℃壓緊1小時,得到易變形性凝集體的含有率為80vol%、導熱層的厚度為500μm、導熱率為8(W/m.K)之導熱性構件(I5-12)。
(實施例5-113)
將實施例5-9所得到之易變形性凝集體(D5-9)(平均粒徑20μm)72.0質量份,與高密度聚乙烯樹脂Hizox 2100J(三井住友POLYOLEFIN股份有限公司製)28.0質量份混合,以混練機加熱混合,進行冷卻粉碎後,以押 出機押出成形,得到易變形性凝集體的含有率為40vol%、導熱率為7(W/m.k)的顆粒狀導熱性構件(I5-13)。
實施例5-101~5-113中的主要製造條件與評價結果係示於表5-3。
表中的溶劑(F)僅記載追加作為溶劑者。
如表5-3所示般,本發明之凝集體(D)具優良的導熱性。
(實施例6-1)
將氮化硼(MOMENTIVE PERFORMANCE MATERIALS JAPAN有限責任公司製「NX-1」,鱗片狀粒子、一次粒子長徑:0.7μm):100質量份、聚乙烯醇的4質量%水溶液(日本合成化學工業股份有限公司製「Gohsenol NL-05」):25質量份(固體含量:1質量份)、及離子交換水:25質量份,以分散器用1000rpm攪拌1小時,得到漿液。
將此漿液用小型噴霧乾燥器(日本BUCHI公司製「B-290」)在125℃的環境下噴霧乾燥,得到平均粒徑約15μm、壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力:約3.5mN、振盪試驗後的平均粒徑之維持率:85%之易變形性凝集體D(6-1)。
實施例6-1中的主要製造條件與評價結果係示於表6-1~6-2。
如表6-1~6-2所示般,為了生成凝集體,導熱性粒子(A)的平均一次粒徑為10μm以下,及使用有機黏著劑(B)係必要的。
(實施例6-101)
將實施例6-1所得到之易變形性凝集體(D6-1)(平均粒徑15μm)31.5質量份、樹脂合成例1所得到之聚胺基甲酸酯聚脲樹脂(E-1)的甲苯/2-丙醇溶液54.0質量份、雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINS股份有限公司製「Epicoat 1001)的50%MEK溶液5.4質量份,用分散器攪拌,以3.1質量份的異丙醇及12.6質量份的甲苯調整黏度後,進行超音波脫泡,得到易變形性凝集體的含有率為50vol%之導熱性樹脂組成物。
使用所得到之導熱性樹脂組成物,與實施例1-103同樣進行,得到導熱性層的厚度為50μm、導熱率為3.5(W/m.K)之導熱性構件(I6-1)。
實施例6-101中的主要製造條件與評價結果係示於表6-3。
表中的溶劑(F)僅記載追加作為溶劑者。
如表6-3所示,使用本發明之凝集體(D)之導熱性構件(I)的導熱性優良。
使用鱗片狀的BN粒子作為導熱性粒子(A)之本例中,與除了使用球狀氧化鋁粒子以外,與相同條件之實施例1-1、1-2、1-5比較,平均壓縮力變大,且結果容易崩壞。因此,作為導熱性粒子(A)較佳為球狀。但若以材料的導熱率作比較,因BN比氧化鋁優良,所得到之導熱性構件(I6-1)的導熱率為良好。只要是導熱率高的材料,也可使用非球狀粒子。
本申請案主張基於下列申請案之優先權,其全部揭示內容均經引用併入本案:於2012年5月21日提出申請之日本專利申請特願2012-115821號,於2012年6月29日提出申請之日本專利申請特願2012-146424號,於2012年7月13日提出申請之日本專利申請特願2012-157086號,於2013年2月26日提出申請之日本專利申請特願2013-036098號,及於2013年4月8日提出申請之日本專利申請特願2013-080059號。
〔產業利用性〕
本發明之易變形性凝集體及含有它之導熱性樹脂組成物,能較佳地利用於導熱性接合片等導熱性構件。

Claims (13)

  1. 一種易變形性凝集體(D),其係包含:100質量份的平均一次粒徑為0.1~10μm之導熱性粒子(A),及0.1~30質量份的有機黏著劑(B),其平均粒徑為2~100μm,壓縮變形率10%所需要的平均壓縮力為5mN以下。
  2. 如請求項1所記載之易變形性凝集體(D),其中,導熱性粒子(A)為球狀粒子。
  3. 如請求項1或2所記載之易變形性凝集體(D),其中,有機黏著劑(B)具有氮原子。
  4. 如請求項1或2所記載之易變形性凝集體(D),其中,有機黏著劑(B)具有反應性官能基。
  5. 一種導熱性樹脂組成物(G),其係包含:20~90體積%的如請求項1或2所記載之易變形性凝集體(D)、10~80體積%的黏合樹脂(E)、及溶解黏合樹脂(E)之溶劑(F)。
  6. 一種如請求項5所記載之導熱性樹脂組成物(G),其中,構成易變形性凝集體(D)之有機黏著劑(B)不會溶解於溶劑(F)。
  7. 一種如請求項5所記載之導熱性樹脂組成物(G),其中,構成易變形性凝集體(D)之有機黏著劑(B)為水溶性樹脂,黏合樹脂(E)為非水溶性樹脂。
  8. 一種導熱性構件(H),其係包含:自如請求項5所記載之導熱性樹脂組成物(G)除去溶劑(F)所形成之導熱層。
  9. 如請求項8所記載之導熱性構件(H),其中,相對於前述導熱層的厚度,易變形性凝集體(D)的平均粒徑之比率為20%以上。
  10. 一種導熱性構件(I),其係將如請求項8所記載之導熱性構件(H)加壓所形成。
  11. 一種導熱性接合片,其係由如請求項8或9所記載之導熱性構件(H)、或如請求項10所記載之導熱性構件(I)所構成,於至少一面上具有離型膜。
  12. 一種易變形性凝集體(D)之製造方法,其係如請求項1或2所記載之易變形性凝集體(D)之製造方法,其係具備:得到含有100質量份的平均一次粒徑為0.1~10μm之導熱性粒子(A)、0.1~30質量份的有機黏著劑(B)、溶解有機黏著劑(B)之溶劑(C)之漿液之步驟,及自前述漿液除去溶劑(C)之步驟。
  13. 一種導熱性構件(I)之製造方法,其係具備:將如請求項5所記載之導熱性樹脂組成物(G)塗布於基材上形成塗膜之步驟,自前述塗膜除去溶劑(F)、形成導熱層之步驟,及加壓前述導熱層之步驟。
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