TWI621704B - 熱傳導性樹脂成形品 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種熱傳導性樹脂成形品，其可廉價地大量生產，具有在厚度方向的優異的熱傳導性，且即便對伴有變形的構件或具有複雜的表面形狀的構件亦發揮出優異的散熱效果。本發明的熱傳導性樹脂成形品具有樹脂與熱傳導性填料，且所述熱傳導性樹脂成形品的特徵在於：熱傳導性填料在熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向配向，熱傳導性樹脂成形品中的熱傳導性填料的體積填充率為20體積%～80體積%，樹脂的熔接線形成於熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向，在熱傳導性樹脂成形品中包含油成分。

Description

熱傳導性樹脂成形品
本發明是有關於一種熱傳導性樹脂成形品，更具體而言，是有關於可廉價地大量生產的、具有在厚度方向的優異的熱傳導性的熱傳導性樹脂成形品。
電子設備的高密度化．薄型化取得迅速發展，由積體電路(Integrated Circuit，IC)或功率零件、高亮度發光二極體(Light Emitting Diode，LED)產生的熱的影響成為重大的問題。對此，作為在發熱體與散熱體之間效率佳地傳遞熱的構件，正在推進熱傳導性樹脂成形品的利用。
作為對樹脂賦予高的熱傳導性的方法，已知有為了效率佳地形成熱傳導路徑，而在樹脂中配向分散熱傳導性填料。另外，為了安裝在電子零件與散熱板之間而使兩者的熱傳導變得良好，並增加散熱效果，而提出提高了厚度方向的熱傳導性的熱傳導性樹脂片。
例如，在專利文獻1(日本專利特開平05-102355號公報)中，揭示了如下的各向異性熱傳導片，其是在基質成分中含有表面經偶合劑被覆處理的熱傳導性填料而成的熱傳導片，且熱傳導填料在厚度方向配向而分佈。
在所述專利文獻1所記載的各向異性熱傳導片中，在熱傳導性填料的表面形成與偶合劑結合的基質成分的絕緣性被膜，因此在各向異性熱傳導片的製造步驟中以熱傳導性填料配向的方式施加直流電流時，不會出現熱傳導性填料彼此短路而起火的情況，與先前相比，可獲得以低施加電壓實現熱傳導及可撓性優異的各向異性熱傳導片。
另外，例如在專利文獻2(日本專利特開2003-174127號公報)中揭示了具有如下特徵的各向異性傳熱片，其特徵在於：其是在導電性熱傳導性纖維的表面塗佈了電絕緣性材料的熱傳導性纖維，在包含有機高分子的片材的厚度方向藉由靜電植絨而配向而成。
在所述專利文獻2所記載的各向異性傳熱片中，可藉由靜電植絨而使熱傳導性纖維在片材的厚度方向配向，因此可獲得在厚度方向具有高的熱傳導性的各向異性傳熱片，並可藉由纖維長度來調節傳熱片的厚度。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平05-102355號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-174127號公報
然而，在所述專利文獻所記載的熱傳導性樹脂成形品 中，在其製造步驟中利用電壓的施加或靜電植絨等電性相互作用，而不適合必須大量生產而廉價地供給的用途。另外，由於可使用的熱傳導性填料的種類或其體積填充率等受到限制，因此存在所得的熱傳導率不充分，而無法完全滿足各種電子設備等所要求的散熱特性的問題。
而且，在使用熱電導性樹脂成形品作為中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)晶片或功率裝置用散熱材時，因熱收縮引起的所述CPU晶片或功率裝置的翹曲或應變成為問題。具體而言，因所述變形而在熱傳導性樹脂片與CPU晶片或功率裝置之間產生間隙(空氣層)，而導致熱傳導性樹脂成形品的散熱效果顯著降低。
鑒於以上所述的先前技術中的問題點，本發明的目的在於提供一種熱傳導性樹脂成形品，其可廉價地大量生產，具有在厚度方向的優異的熱傳導性，且對伴有變形的構件或具有複雜的表面形狀的構件亦發揮出優異的散熱效果。
本發明者為了解決所述課題，而對熱傳導性樹脂成形品的結構及所用的熱傳導填料等反覆進行努力研究，結果發現，在藉由熱傳導填料在厚度方向配向而在厚度方向具有高的熱傳導率的熱傳導性樹脂成形品中，包含油成分極為有效，從而完成了本發明。
即，本發明提供一種熱傳導性樹脂成形品，其具有樹脂 與熱傳導性填料，且所述熱傳導性樹脂成形品的特徵在於：所述熱傳導性填料在所述熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向配向，所述熱傳導性樹脂成形品中的所述熱傳導性填料的體積填充率為20體積%~80體積%,所述樹脂的熔接線(weld line)形成於所述熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向，在所述熱傳導性樹脂成形品中包含油成分。
在熱傳導性樹脂成形品中包含油成分的方法並無特別限定，例如可藉由含浸或混合而在熱傳導性樹脂成形品中包含油成分。另外，作為油成分，在不損害本發明的效果的範圍內可使用先前公知的各種油成分，特佳為使用矽酮油。
使油成分含浸的區域並無特別限定，只要含浸於樹脂、熱傳導性填料、及樹脂/熱傳導性填料界面等即可。另外，在使油成分含浸於熱傳導性樹脂成形品時，就防止熱傳導性樹脂成形品所含的油成分的脫去的觀點而言，油成分的動黏度較佳為10mm2s~5000mm2s(25℃)，更佳為1000mm2s~3000mm2s(25℃)。
在熱傳導性樹脂成形品中混合油成分時，就阻燃性的確保或混練步驟的操作性等的觀點而言，油成分的動黏度較佳為10mm2s~10000mm2s(25℃)，更佳為2000mm2s~5000mm2s(25℃)。
另外，油成分的含量並無特別限定，就確保熱傳導性樹脂成形品的阻燃性的觀點而言，較佳為相對於樹脂成形品的總體積而 小於40體積%。在使用40體積%以上的油成分時，亦可藉由增加阻燃劑的添加量，而確保熱傳導性樹脂成形品的阻燃性。
所謂熔接線形成於熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向，是指所述熱傳導性樹脂片由在垂直方向摺疊而熔接的大量的樹脂片形成。熔接線並不限於完全的直線，亦可彎曲成圓弧狀。
在本發明的熱傳導性樹脂成形品中，較佳為分散於所述熱傳導性樹脂成形品中的所述熱傳導性填料的平均長度為30μm以上，更佳為包含具有與所述熱傳導性樹脂成形品的厚度大致相同的長度的所述熱傳導性填料。
熱傳導性填料的平均長度例如可藉由以下方式算出：藉由溶劑(甲苯等)使交聯前的樹脂片的樹脂成分溶解，藉由數位顯微鏡觀察殘存的熱傳導性填料，對任意抽出的100根(其中，10μm以下的填料除外)的填料進行實際測量。實際測量的方法並無特別限定，只要根據使用光學顯微鏡、雷射位移顯微鏡、掃描電子顯微鏡等所得的觀察像進行實際測量即可。所謂包含具有與熱傳導性樹脂成形品的厚度大致相同的長度的熱傳導性填料，例如在熱傳導性樹脂成形品的厚度為100μm時，是指包含至少1根長度為約100μm的熱傳導性填料。另外，熱傳導性填料的平均長度亦可使用雷射繞射散射法、離心沈澱法、及電性檢測體法等進行測定。
另外，在本發明的熱傳導性樹脂成形品中，較佳為所述熱傳導性填料為瀝青系碳纖維或氮化硼，較佳為所述樹脂為藉由 有機過氧化物或加成反應而進行交聯的橡膠。瀝青系碳纖維以及氮化硼與氧化鋁等球狀熱傳導性粒子相比，除了材料自身的熱傳導性優異外，填料長度方向的熱傳導率亦非常優異。過氧化物交聯系以及加成交聯系的交聯橡膠不會產生因金屬硫化物引起的短路。
在本發明的熱傳導性樹脂成形品中，較佳為藉由施加外部應力而使所述油成分自所述熱傳導性樹脂成形品的內部排出至所述熱傳導性樹脂成形品的表面，並且藉由除去所述外部應力而使排出至所述表面的所述油成分再含浸至所述熱傳導性樹脂成形品。在被散熱材變形時或具有複雜的表面形狀時，在與所抵接的熱傳導性樹脂成形品之間產生空隙(空氣層)，而導致熱傳導性樹脂成形品的散熱效果顯著降低。相對於此，若藉由對熱傳導性樹脂成形品施加外部應力而排出油成分，則所述油成分填充至所述空隙，而可有效地抑制散熱效果的降低。另外，藉由將油成分混合於橡膠成分中並均質化，而降低樹脂成形品自身的硬度，並可解決所述問題。
另外，在熱傳導性樹脂成形品中有如下傾向：在熱傳導性填料與樹脂的間隙容易形成空氣層，且所述空氣層具有隔熱效果而使熱阻難以降低。相對於此，在本發明的熱傳導性樹脂成形品中成為經油含浸的軟質的樹脂成分填充至所述間隙的狀態，可排除空氣層而降低熱阻。
較佳為在所述油成分中分散熱傳導性填料。藉由熱傳導 性填料分散在油成分中，而可進一步提高熱傳導性樹脂成形品的熱傳導特性。作為所述熱傳導性填料，在不損害本發明的效果的範圍內可使用先前公知的各種熱傳導性填料，但較佳為使用碳奈米管。
根據本發明，可提供一種熱傳導性樹脂成形品，其可廉價地大量生產，並具有在厚度方向的優異的熱傳導性，且對伴有變形的構件或具有複雜的表面形狀的構件亦發揮出優異的散熱效果。
1‧‧‧熱傳導性樹脂成形品
2‧‧‧樹脂
4‧‧‧熱傳導性填料
6‧‧‧油成分
8‧‧‧熔接線
9‧‧‧散熱片
10‧‧‧螺桿
12‧‧‧流路
14‧‧‧第一間隙
16‧‧‧第二間隙
20‧‧‧熱傳導性樹脂成形品
22‧‧‧不鏽鋼(SUS)板
圖1是本發明的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方向平行的概略剖面圖。
圖2是使本發明的熱傳導性樹脂成形品及不含有油成分的熱傳導性樹脂成形品與散熱片抵接時的示意圖。
圖3是表示本發明的熱傳導性樹脂成形品的製造方法的一例的概念圖。
圖4是實施例1中所製造的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方向平行的剖面的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)照片。
圖5是圖4所示的區域的高倍率照片。
圖6是實施例1中所製造的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方 向垂直的剖面的SEM照片。
圖7是使矽酮油含浸之前的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方向垂直的剖面的SEM照片。
圖8是對實施例2中所製造的熱傳導性樹脂成形品施加．除去外部應力時的外觀照片。
以下，一邊參照圖式，一邊對本發明的熱傳導性樹脂成形品的較佳的實施形態進行詳細地說明，但本發明並不僅限定於所述實施形態。另外，在以下的說明中，對相同或相當部分標記相同符號，重複的說明有時省略。另外，圖式用以對本發明進行概念性說明，因此所表示的各構成要素的尺寸或所述尺寸的比亦有時與實際不同。
(1)熱傳導性樹脂成形品
圖1是本發明的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方向平行的概略剖面圖。熱傳導性樹脂成形品1具有樹脂2、熱傳導性填料4、及油成分6，熱傳導性填料4在熱傳導性樹脂成形品1的大致厚度方向配向。另外，油成分6可含浸於樹脂2、熱傳導性填料4、及樹脂2/熱傳導性填料4界面等熱傳導性樹脂成形品1的任意區域。
油成分6在不損害本發明的效果的範圍內可使用先前公知的各種油成分，例如可例示：環烷系油、石蠟系油、芳香系油、鄰苯二甲酸衍生物、己二酸衍生物、癸二酸衍生物、壬二酸衍生物、磷酸衍生物、環氧衍生物、聚酯衍生物、氯化石蠟、偏苯三 甲酸衍生物等，較佳為使用矽酮油。另外，油成分6的含浸量並無特別限定，就確保熱傳導性樹脂成形品的阻燃性的觀點而言，相對於含浸前的樹脂成形品的重量，較佳為設為小於30wt%。
另外，如上所述般，分散在熱傳導性樹脂成形品1中的熱傳導性填料4的平均長度較佳為30μm以上，更佳為包含具有與熱傳導性樹脂成形品1的厚度大致相同的長度的熱傳導性填料4。另外，在熱傳導性填料4的長度較熱傳導性樹脂成形品1的厚度短時，藉由以較熱傳導性填料4的長度薄的厚度將熱傳導性樹脂成形品1進行切片，而可獲得本發明的熱傳導性樹脂成形品1。另外，較佳為較熱傳導性樹脂成形品1的厚度短的熱傳導性填料4彼此接觸，而在熱傳導性樹脂成形品1的大致厚度方向形成熱傳導路徑。
熱傳導性樹脂成形品1是熱傳導性填料4在樹脂2中配向分散的薄的樹脂片在垂直方向摺疊而熔接者，在熱傳導性樹脂成形品1中在大致厚度方向形成大量的熔接線8。此處，熔接線8並不限定為完全的直線，亦可彎曲成圓弧狀。
在熔接線8形成於熱傳導性樹脂成形品1的面方向時，會阻礙熱傳導性樹脂成形品1的在厚度方向的熱傳導。相對於此，在本發明的熱傳導性樹脂成形品1中，由於熔接線8形成於熱傳導性樹脂成形品1的大致厚度方向，因此不會阻礙在厚度方向的熱傳導。而且，本發明的熱傳導性樹脂成形品1以在垂直方向摺疊而熔接的方式形成，因此形成於熱傳導性樹脂成形品1的熔接 線8接近樹脂片的面方向。伴隨於此，由於較熱傳導性樹脂成形品1的厚度短的熱傳導性填料4彼此接觸，而在熱傳導性樹脂成形品1的大致厚度方向形成熱傳導路徑，因此在大致厚度方向熱傳導率提高。
作為樹脂2，在不損害本發明的效果的範圍內可使用先前公知的各種熱塑性樹脂、熱塑性彈性體、或該些的聚合物合金等。作為熱塑性樹脂，並無特別限制，可根據目的進行適當選擇，例如可列舉：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、聚縮醛、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等氟系樹脂；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、改質聚苯醚、脂肪族聚醯胺類、芳香族聚醯胺類、聚醯胺醯亞胺、聚甲基丙烯酸或其酯、聚丙烯酸或其酯、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。所述樹脂可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
作為熱塑性彈性體，例如可列舉：苯乙烯-丁二烯共聚物或其氫化聚合物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物或其氫化聚合物等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，較佳為使用不利用硫交聯的交聯橡 膠。所述熱塑性彈性體可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。另外，作為硫交聯以外的交聯，例如有有機過氧化物交聯或加成交聯。
另外，除了所述樹脂外，還可任意選擇增強劑、填充劑、軟化劑、阻燃劑、交聯劑、交聯促進劑、交聯促進助劑、抗老化劑、增黏劑、抗靜電劑、捏合黏接劑等通常的調配．添加劑，作為交聯劑，較佳為不使用硫系交聯劑。
作為熱傳導性填料4，在不損害本發明的效果的範圍內可使用先前公知的各種材料，例如可列舉：氮化硼(BN)、石墨、碳纖維、雲母、氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、二氧化矽、氧化鋅、二硫化鉬、銅、鋁等，較佳為使用氮化硼(BN)、石墨、碳纖維，更佳為使用瀝青系碳纖維。此處，氮化硼(h-BN：鱗片狀)與瀝青系碳纖維同樣地填料長度方向的熱傳導性優異(面方向熱傳導率：數W/mK、長度方向熱傳導率：100W/mK~200W/mK)，因此藉由在片材厚度方向的填料長軸配向，而可對該方向賦予高的熱傳導率。
作為熱傳導性填料4的形狀，並無特別限制，可根據目的進行適當選擇，例如可列舉：鱗片狀、板狀、膜狀、圓柱狀、角柱狀、橢圓狀、扁平形狀等，就形成熱傳導路徑的觀點及在樹脂2中容易配向的觀點而言，較佳為縱橫比為2以上。
圖2表示使熱傳導性樹脂成形品1及未含浸油成分6的熱傳導性樹脂成形品與散熱片9抵接時的示意圖。在對熱傳導性 樹脂成形品1施加外部應力時，油成分6自熱傳導性樹脂成形品1的內部排出至熱傳導性樹脂成形品1的表面。在散熱片9變形時或具有複雜的表面形狀時，與所抵接的熱傳導性樹脂成形品1之間產生空隙(空氣層)，並且導致熱傳導性樹脂成形品1的散熱效果顯著降低。相對於此，若藉由對熱傳導性樹脂成形品1施加外部應力而排出油成分6，則油成分6填充至所述空隙，而可有效地抑制散熱效果的降低。或者可藉由充分地含有油成分使樹脂成形品軟化，而填埋空隙，此時亦可有效地抑制散熱效果的降低。
此處，本發明的熱傳導性樹脂成形品1由於熱傳導性填料4在膜厚方向高配向，因此熱傳導性填料4與樹脂2的界面大量地存在於熱傳導性樹脂成形品1的表面。其結果，與熱傳導性填料4在膜厚方向垂直配向的情形相比，含浸的油成分6的排出及再含浸變得容易。
較佳為在油成分6中分散熱傳導性填料。藉由熱傳導性填料分散在油成分6中，而可進一步提高熱傳導性樹脂成形品1的熱傳導特性。作為所述熱傳導性填料，在不損害本發明的效果的範圍內可使用先前公知的各種熱傳導性填料，例如可列舉：氮化硼(BN)、石墨、碳纖維、碳奈米管、雲母、氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、二氧化矽、氧化鋅、二硫化鉬、銅、鋁等，較佳為使用碳奈米管。
(2)熱傳導性樹脂成形品的製造方法
圖3是表示本發明的熱傳導性樹脂成形品的製造方法的一例 的概念圖，且為表示擠出機的前端部分及T模的剖面概略圖。包含熱傳導性填料4的熱傳導性樹脂成形品的樹脂組成物藉由螺桿10進行攪拌．混練，沿著流路12導入第一間隙14。
樹脂組成物的流動因第一間隙14而於上下方向(厚度方向)被收束，成為薄的帶狀。通過第一間隙14時，剪切力作用於樹脂組成物，從而使樹脂2中所混合的熱傳導性填料4在樹脂組成物的流動方向配向。此時，熱傳導性填料4在樹脂片前驅物的面方向配向。
此處，第一間隙14的間隙較佳為0.1mm以上、5.0mm以下。若第一間隙14的間隙小於0.1mm，則不但擠出壓力不必要地上升，而且產生樹脂堵塞。另一方面，若第一間隙14的間隙大於5.0mm，則結果是熱傳導性填料4相對於樹脂片前驅物的面方向的配向度減少。
若熱傳導性填料4在樹脂組成物的流動方向配向的厚度薄的樹脂片前驅物完全通過第一間隙14，則流路12的剖面積擴大，上下方向的長度變長，因此樹脂片前驅物的流動在上下方向發生變化。然後，所述樹脂片前驅物通過第二間隙16時，一邊在相對於第一間隙14中的流動方向而大致垂直的方向摺疊一邊熔接，而熱傳導性樹脂成形品1成形。
此處，第二間隙16的間隙較佳為第一間隙14的間隙的2倍以上、20倍以下。在第二間隙16的間隙小於第一間隙14的間隙的2倍時，樹脂片前驅物不摺疊，因此熱傳導性填料4在樹 脂片的厚度方向不配向。相對於此，在第二間隙16的間隙大於第一間隙14的間隙的20倍時，樹脂片前驅物亦不會完美地摺疊，而成為部分亂流的狀況，在樹脂片的厚度方向配向的熱傳導性填料4的比例減少。另外，就容易使所述樹脂片前驅物在厚度方向均等地摺疊的觀點而言，較佳為使第一間隙14的間隙X的厚度方向中心、與第二間隙16的間隙Y的厚度方向中心為大致相同的位置。
第一間隙14的開口部的形狀並無特別規定，上游側側面較佳為以壓力損失少的方式設為傾斜面，對於下游側側面，為了使熱傳導性填料最有效率地在樹脂片的厚度方向配向，理想為調整傾斜角度。作為所述傾斜角度，例如可設為10°~50°，進而較佳為設為20°~25°。另外，無須上下均具有傾斜，可僅任一方具有傾斜。另外，第一間隙14及第二間隙16的開口部的深度(即，圖1中與紙面大致垂直的方向的第一間隙14及第二間隙16的間隙)，遍及整個T模為大致相同。另外，第一間隙14及第二間隙16的開口部的間隙並無特別規定，可根據樹脂片的製品寬度進行各種設計變更。
熱傳導性填料4相對於樹脂2的比例可設為20體積%~80體積%，可根據所需要的熱傳導率等而適當決定。在熱傳導性填料的比例小於20體積%時，熱傳導效果變小。另外，若熱傳導性填料的比例超過80體積%，則在樹脂片前驅物通過第一間隙時，雖然會在相對於第一間隙中的流動的方向而大致垂直的方向 摺疊，但是產生樹脂間難以熔接的異常。因此，為了提高樹脂片的熱傳導效果，且使擠出成形變得容易，熱傳導性填料相對於樹脂基材的比例較佳為設為30體積%~70體積%，更佳為設為50體積%~65體積%。另外，為了加工時的熔接促進或成形品的柔軟化，亦可含有超過0體積%~50體積%的油成分。另外，更佳的油成分的含量為10體積%~40體積%。
藉由在利用所述方法製造的樹脂成形品中含有油成分6，而可獲得本發明的熱傳導性樹脂成形品1。若可使油成分6含浸於所述樹脂成形品，則其方法並無限定，例如為了使油含浸，較佳為設為浸漬(dip)處理、噴霧塗敷、藉由塗佈機的塗敷、藉由凹版輥等的轉印塗敷等。另外，於在所述製造過程中投入必要充分的油成分時，亦可不進行該項記載的含浸，而獲得本發明的熱傳導樹脂成形品1。
以上對本發明的代表性的實施形態進行了說明，但本發明並不僅限定於所述實施形態，可進行各種設計變更，所述設計變更亦包括在本發明中。以下，使用實施例及比較例對本發明進行更具體地說明。
[實施例]
《實施例1》
根據表1所記載的調配，藉由二輥將交聯劑以及熱傳導性填料捏合至矽酮樹脂成分中而獲得帶片。作為矽酮樹脂成分，使用東麗道康寧(Dow Corninq Toray)(股)製造的矽酮橡膠DY32 1005U以及阻燃劑成分，作為熱傳導性填料，使用日本石墨纖維(Nippon Graphite Fiber)(股)製造的古拉諾庫(GRANOC)XN100(瀝青系碳纖維、纖維長度為3mm)。作為交聯劑，使用東麗道康寧(股)製造的RC-4、東麗道康寧公司製造的MR-53、邁圖(Momentive)公司製造的ME400-FR。作為阻燃劑成分，較佳為含有氧化鐵等金屬化合物者，使用邁圖公司製造的ME-41F以及邁圖公司製造的XC-87。
繼而，藉由橡膠用短軸擠出機，使用具有1mm的第一間隙及10mm的第二間隙的垂直配向模具(噴嘴)，將所述帶片製成瀝青系碳纖維在厚度方向配向的厚度為10mm的片材，在180℃下實施30分鐘的交聯處理。對所述片材進行切片加工，而製作厚度為200μm的熱傳導性樹脂成形品。繼而，以相對於包含矽酮樹脂與瀝青系碳纖維以及矽酮油的樹脂成形品而成為8.0體積%的方 式，藉由浸漬(dip)處理，使矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-100CS)被含浸．吸收。
使用TIM TESTER1300測定所得的熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻，將所測量的值表示於表1。另外，所述測定藉由常法依據美國標準美國試驗材料學會(American Society for Testing Materials，ASTM)D5470。另外，關於阻燃性，依據UL94阻燃性試驗20mm垂直燃燒試驗(IEC60695-11-10 B法、ASTM D3801)進行，對所得的熱傳導性樹脂成形品的長度方向的阻燃性進行評價。將阻燃性的評價結果表示於表1。
將所得的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方向平行的剖面照片表示於圖4。另外，使將圖4所示的熱傳導性樹脂成形品切片加工成厚度為200μm後的剖面照片表示於圖5。在圖4及圖5中可確認到，所觀察的黑圓弧狀條紋為熔接線，大量的熔接線形成於熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向。另外可確認，瀝青系碳纖維填料在熱傳導性樹脂成形品的厚度方向(SEM照片的上下方向)配向，而獲得填料在厚度方向高配向的熱傳導性樹脂成形品。此外可確認，存在具有與熱傳導性樹脂成形品的厚度大致相同的長度的瀝青系碳纖維填料。另外，SEM觀察使用日立(HITACHI)製造的掃描型電子顯微鏡(S-4800)。
將所得的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方向垂直的剖面照片(低倍率及高倍率)表示於圖6，將使矽酮油含浸之前的熱傳導性樹脂成形品的與厚度方向垂直的剖面照片(低倍率及高倍 率)表示於圖7。藉由使矽酮油含浸，而瀝青系碳纖維填料間的空隙消失，成為豐潤而膨脹的表面，從而成為排除了使熱阻降低的空氣層的表面結構。另外可確認，獲得填料在厚度方向高配向的熱傳導性樹脂成形品。另外，SEM觀察使用日立製造的掃描型電子顯微鏡(S-4800)。
《實施例2》
以相對於包含矽酮樹脂與瀝青系碳纖維以及矽酮油的樹脂成形品而成為14.8體積%的方式，使矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-100CS)被含浸．吸收，除此以外，以與實施例1相同的方式，獲得熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
將對實施例2中所得的熱傳導性樹脂成形品20施加．除去外部應力(壓縮20%)時的光學顯微鏡照片表示於圖8。藉由壓縮而排出(滲出)矽酮油，不鏽鋼(SUS)板22與熱傳導性樹脂成形品20的密接性提高。另外，若除去所述應力，則矽酮油被熱傳導性樹脂成形品20再吸收，而滲出消失。根據此結果可知，本發明的熱傳導性樹脂成形品即便產生因由於CPU晶片及功率裝置等的接通關閉所致的熱收縮引起的基板的翹曲及應變，亦可穩定地確保與對象基材的密接性。另外，油成分不會因滲出而流出喪失，可長期維持熱傳導性樹脂成形品的特性。
《實施例3》
以相對於包含矽酮樹脂與瀝青系碳纖維以及矽酮油的樹脂成形品而成為25.8體積%的方式，使矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-100CS)被含浸．吸收，除此以外，以與實施例1相同的方式，獲得熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
《實施例4》
以相對於包含矽酮樹脂與瀝青系碳纖維以及矽酮油的樹脂成形品而成為14.2體積%(矽酮油：13.5體積%、碳奈米管：0.7體積%)的方式，使矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-100CS)被含浸．吸收，除此以外，以與實施例1相同的方式，獲得熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
《實施例5》
以相對於包含矽酮樹脂與瀝青系碳纖維以及矽酮油的樹脂成形品而成為34.3體積%的方式，使矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-100CS)被含浸．吸收，除此以外，以與實施例1相同的方式，獲得熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
《實施例6》
根據表1所記載的調配，藉由二輥將交聯劑以及熱傳導性填料、矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-3000CS)捏合至矽酮樹脂成分中，而獲得帶片。繼而，藉由橡膠用短軸擠出機，使用具有1mm的第一間隙及10mm的第二間隙的垂直配向模具(噴嘴)，將所述帶片製成瀝青系碳纖維在厚度方向配向的厚度為10mm的片材，在180℃下實施30分鐘的交聯處理。將所述片材進行切片加工，而製作厚度為200μm的熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
《實施例7》
根據表1所記載的調配，藉由二輥將交聯劑以及熱傳導性填料、矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-3000CS)捏合至矽酮樹脂成分中，而獲得帶片。作為熱傳導性填料，使用電氣化學工業(股)製造的氮化硼(XGP、D50 30μm)。繼而，藉由橡膠用短軸擠出機，使用具有1mm的第一間隙及10mm的第二間隙的垂直配向模具(噴嘴)，將所述帶片製成瀝青系碳纖維在厚度方向配向的厚度為10mm的片材，在180℃下實施30分鐘的交聯處理。將所述片材進行切片加工，而製作厚度為300μm的熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
《比較例1》
不使矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-100CS及KF-96-3000CS)被含浸．吸收或混合，除此以外，以與實施例1相同的方式，獲得熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
《比較例2》
不混合矽酮油(信越化學工業(股)製造、信越矽酮、KF-96-3000CS)，除此以外，以與實施例7相同的方式，獲得熱傳導性樹脂成形品。以與實施例1相同的方式，對熱傳導性樹脂成形品的厚度方向的熱阻及長度方向的阻燃性進行評價，將結果表示於表1。
本發明的熱傳導性樹脂成形品(實施例1~實施例7)全部表現出低的熱阻值。相對於此，不含有(含浸或混合)油成分(矽酮油)的比較例1及比較例2中熱阻值變高。另外，實施例1~實施例4、實施例6、實施例7的熱傳導性樹脂成形品具有優異的阻燃性(V0或V1)，但含有大量的油成分(矽酮油)的實施例5的熱傳導性樹脂成形品，阻燃性降低(V2)。另外，以V0>V1>V2的順序，來表示阻燃性優異。
而且，在實施例2與實施例4的熱傳導性樹脂成形品的比較中，實施例4的熱傳導性樹脂成形品的熱阻值表現出較低的值。其為將矽酮油1wt%置換為碳奈米管(在油成分中添加熱傳導性填料)的效果。

Claims (7)

  1. 一種熱傳導性樹脂成形品，其具有樹脂與熱傳導性填料，且所述熱傳導性樹脂成形品的特徵在於：所述熱傳導性填料在所述熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向配向，所述熱傳導性樹脂成形品中的所述熱傳導性填料的體積填充率為20體積%~80體積%，所述樹脂的熔接線形成於所述熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向，所述熱傳導性樹脂成形品中包含油成分，其中藉由施加外部應力而使所述油成分自所述熱傳導性樹脂成形品的內部排出至所述熱傳導性樹脂成形品的表面，並且藉由除去所述外部應力而使排出至所述表面的所述油成分再含浸至所述熱傳導性樹脂成形品。
  2. 一種熱傳導性樹脂成形品，其具有樹脂與熱傳導性填料，且所述熱傳導性樹脂成形品的特徵在於：所述熱傳導性填料在所述熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向配向，所述熱傳導性樹脂成形品中的所述熱傳導性填料的體積填充率為20體積%~80體積%，所述樹脂的熔接線形成於所述熱傳導性樹脂成形品的大致厚度方向， 所述熱傳導性樹脂成形品中包含油成分，其中在所述油成分中分散有所述熱傳導性填料。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的熱傳導性樹脂成形品，其中包含具有與所述熱傳導性樹脂成形品的厚度大致相同的長度的所述熱傳導性填料。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的熱傳導性樹脂成形品，其中所述熱傳導性填料的熱傳導率具有各向異性。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的熱傳導性樹脂成形品，其中所述樹脂藉由有機過氧化物交聯或加成交聯而硬化。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的熱傳導性樹脂成形品，其中所述油成分包含矽酮油。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的熱傳導性樹脂成形品，其中分散於所述油成分中的所述熱傳導性填料為碳奈米管。
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