TWI731124B

TWI731124B - 熱傳導片材

Info

Publication number: TWI731124B
Application number: TW106124996A
Authority: TW
Inventors: 村上康之; 內海大介
Original assignee: 日商日本瑞翁股份有限公司
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2021-06-21
Also published as: WO2018025586A1; JPWO2018025586A1; TW201817848A

Abstract

本發明的熱傳導片材包括多個熱傳導片材半成品。熱傳導片材半成品含有粒子狀碳材料及樹脂成分，此樹脂成分包含一種或多種樹脂。多個熱傳導片材半成品相對於前述熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向堆疊。熱傳導片材因加壓所致之應力鬆弛率為85%以下。

Description

熱傳導片材

本發明關於一種熱傳導片材。

近年來，電漿顯示器（PDP）或積體電路（IC）晶片等之電子零件隨著高性能化而發熱量增大。其結果，使用電子零件之電子機器，開始需要針對電子零件的溫度上升所致之功能異常尋求對策。

電子零件的溫度上升所致之功能異常的對策，一般是採取以下方法：在電子零件等之發熱體上，裝設金屬製的散熱器、散熱板、散熱鰭片等之散熱體，藉此促進散熱。並且，在使用散熱體時，為了將熱有效率地從發熱體往散熱體傳導，故令發熱體與散熱體隔著發揮良好熱傳導性的片狀部件（熱傳導片材）而緊密貼附。而且，配置於發熱體與散熱體之間的熱傳導片材，則被要求富有厚度方向的熱傳導性。

於此，熱傳導片材通常採用使用複合混合物而成形的片材，此複合混合物混合有樹脂與發揮熱傳導性之成分等。近年來，為了令片材發揮較佳的性質與狀態，而進行許多關於複合混合物的構成成分的研究。

具體而言，以往提案有一種膜強度及壓縮復原性高的熱傳導片材，此熱傳導片材是令包含指定量的羧基的高分子化合物與包含指定量的環氧基的硬化劑相互反應而得（例如，參照專利文獻1：日本專利第5316254號）。專利文獻1所記載的熱傳導片材，因是由上述高分子化合物與硬化劑反應而成，故膜強度以及壓縮復原性優異。並且，專利文獻1所記載的熱傳導片材具有配向結構，此配向結構是由屬於發揮熱傳導性的成分之各向異性石墨粉配向於熱傳導片材的厚度方向而成。藉由此配向結構，造成在熱傳導片材的厚度方向上之熱傳導性。

並且，配置於發熱體或散熱體等之被附著體間且使用於從上下被加壓的環境下之熱傳導片材，因應減緩與被附著體間之界面的熱傳導性降低之情形，以往被要求需具有柔軟性。但是，如上所述，具有熱傳導性物質的配向結構之熱傳導片材，因過度提高柔軟性，而有起因於來自被附著體的加壓而造成配向結構容易變形之虞。

於此，專利文獻1的熱傳導片材，為了令膜強度以及壓縮復原性提升，而令高分子化合物與硬化劑反應，因此ASKER C硬度高。但是，對於起因於加壓之配向結構的變形的耐受性，ASKER C硬度並不是可針對此耐受性進行直接評價的指標。並且，專利文獻1的熱傳導片材在厚度方向的熱傳導性上還有改善的空間。

因此，本發明的目的在於提供一種熱傳導片材，此熱傳導片材因加壓所致之配向結構的變形耐受性高，且厚度方向的熱傳導性優異。

本發明人等為了達到上述目的而進行了專心致志的研究。在此，以往通常是使用ASKER C硬度做為熱傳導片材的柔軟性指標。而且，認為若熱傳導片材柔軟，則與被附著體及熱傳導片材之間的附著性良好，而可降低界面阻抗且提升熱傳導性。但是，本發明人等注意到即使降低熱傳導片材的ASKER C硬度並提高熱傳導片材本身的柔軟性，也不一定可以達成高的熱傳導性。並且，本發明人等新發現到以下狀況，進而完成本發明，此狀況為：因加壓所致之應力鬆弛率的値為指定値以下的熱傳導片材，其配向結構難以因加壓而變形，亦即壓縮變形耐受性高，且厚度方向的熱傳導性優異。此外，因加壓所致之應力鬆弛率與熱傳導片材的ASKER C硬度之間的相關性低，本發明所得之熱傳導片材並不遵循以往將ASKER C硬度做為指標的開發方針。

亦即，此發明是以有效地解決上述課題為目的，本發明的熱傳導片材的特徵在於：相對於前述熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向堆疊多層熱傳導片材半成品而成，所堆疊之熱傳導片材半成品含有粒子狀碳材料與包含一種或多種樹脂之樹脂成分。熱傳導片材因加壓所致之應力鬆弛率為85%以下。因加壓所致之應力鬆弛率為85%以下的熱傳導片材，其壓縮變形耐受性高，且厚度方向的熱傳導性優異。

此外，在本說明書中，熱傳導片材的「因加壓所致之應力鬆弛率」，是指對於熱傳導片材而言，在熱傳導片材的厚度方向施以荷重並經過指定時間的情況下，比較經過指定時間前後的荷重，因指定時間的加壓而產生的變形所導致之應力鬆弛率。此應力鬆弛率可藉由本說明書的實施例所記載的方法進行量測。

於此，本發明的熱傳導片材，以ASKER C硬度為70以下為佳。若ASKER C硬度為70以下，則強度適中且安裝性優異。

於此，「ASKER C硬度」可根據日本橡膠協會標準規格（SRIS）的ASKER C法，使用硬度計在溫度23℃進行量測。

並且，本發明的熱傳導片材，以前述樹脂成分包含具有熱塑性之一種或多種樹脂為佳。若包含具有熱塑性之樹脂，則可提升安裝熱傳導片材時與被附著體之間的附著性，可更進一步提高熱傳導性。

並且，本發明的熱傳導片材，以前述樹脂成分中之至少一種的樹脂為在常溫常壓下為固態且ASKER C硬度為70以下的樹脂為佳。若含有具有此特性之至少一種的樹脂，則可對熱傳導片材賦予適當的強度，而可有效地抑制因加壓所致之應力鬆弛率變得過高的狀況。

而且，本發明的熱傳導片材，以前述至少一種的樹脂的慕尼黏度（Mooney viscosity）為90（ML₁₊₄ ，100℃）以下為佳。包含慕尼黏度為90（ML₁₊₄ ，100℃）以下之至少一種的樹脂的熱傳導片材，其厚度方向的熱傳導性更加優異。

於此，在本說明書中，「慕尼黏度（ML₁₊₄ ，100℃）」可根據JIS-K6300進行量測。

並且，關於本發明的熱傳導片材，以前述粒子狀碳材料的含有比例為25體積%以上為佳。粒子狀碳材料的含有比例為25體積%以上的熱傳導片材，其熱傳導性更加優異。

並且，關於本發明的熱傳導片材，前述樹脂成分中之至少一種的樹脂亦可為在常溫常壓下為液態的樹脂。樹脂成分中之至少一種的樹脂為在常溫常壓下為液態的樹脂之熱傳導片材，其熱傳導性更加優異。

依據本發明，可提供一種壓縮變形耐受性高，且厚度方向的熱傳導性優異之熱傳導片材。

以下，根據本發明之實施形態詳細地對本發明進行例示說明。

本發明的熱傳導片材，可直接附著於發熱體而使用，也可在將散熱體裝設在發熱體上時夾入發熱體與散熱體之間而使用。此時，熱傳導片材可單獨使用一片，也可併用多片。並且，本發明的熱傳導片材，亦可與發熱體以及散熱器（heat sink）、散熱板、散熱鰭片等散熱體一起構成散熱裝置。

以下將說明熱傳導片材。

本發明的熱傳導片材是相對於熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向堆疊多層熱傳導片材半成品而成，此熱傳導片材半成品含有粒子狀碳材料與樹脂成分。若熱傳導片材半成品不含有粒子狀碳材料，則熱傳導片材的熱傳導性會變得不足。再者，若熱傳導片材半成品不含有樹脂成分，則熱傳導片材缺乏柔軟性。再者，本發明的熱傳導片材的特徵在於應力鬆弛率為85%以下。若熱傳導片材的應力鬆弛率為85%以下，則提高熱傳導片材的壓縮變形耐受性，進而可提高熱傳導性。

此外，本發明的熱傳導片材，因是包含熱傳導片材半成品的堆疊構造而成，故熱傳導片材半成品的含有成分理所當然地會全部被包含在熱傳導片材中。並且，多片熱傳導片材半成品彼此直接附著，或者較佳為隔著極薄的附著層而附著。其中附著層是藉由與熱傳導片材半成品的樹脂成分相同組成的樹脂或雙面膠帶等而形成。因此，「構成本發明的熱傳導片材之熱傳導片材半成品」所含有的成分以及其比率，也全部適用於「本發明的熱傳導片材」。

＜組成＞

﹝粒子狀碳材料﹞

於此，本發明的熱傳導片材所含有的粒子狀碳材料並沒有特別限制，可使用例如人造石墨、鱗片狀石墨、薄片化石墨、天然石墨、酸處理石墨、膨脹性石墨、膨脹化石墨等之石墨；碳黑等。於此等材料中，可單獨使用一種，也可併用二種以上。

其中，以使用膨脹化石墨做為粒子狀碳材料為佳。其原因在於，若使用膨脹化石墨，則可提升熱傳導片材的熱傳導性。

-膨脹化石墨-

於此，可適當地使用做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨，例如可藉由使用硫酸等將鱗片狀石墨等之石墨進行化學處理而得到膨脹性石墨，再將此膨脹性石墨進行熱處理令其膨脹後，進行細微化而得。而膨脹化石墨，可舉出例如伊藤黑鉛工業股份有限公司製的EC1500、EC1000、EC500、EC300、EC100、EC50（皆為商品名）等。

-粒子狀碳材料的性質與狀態-

於此，本發明的熱傳導片材所含之粒子狀碳材料的粒徑，以體積基準眾數直徑（mode diameter）為100 μm以上為佳，以150 μm以上為較佳，且以300 μm以下為佳，以250 μm以下為較佳。其原因在於，若粒子狀碳材料的粒徑為上述下限以上，則在熱傳導片材中，粒子狀碳材料彼此接觸而形成良好的傳熱路徑，因此可使熱傳導片材發揮更高的熱傳導性。並且，若粒子狀碳材料的粒徑為上述上限以下，則可賦予熱傳導片材更高的柔軟性，且與發熱體相接時可更良好地從發熱體往熱傳導片材進行傳熱。

並且，本發明的熱傳導片材所含之粒子狀碳材料的縱橫比（長徑/短徑），以1以上且10以下為佳，以1以上且5以下為較佳。

此外，本發明中，「體積基準眾數直徑」可使用雷射繞射/散射式粒徑分布量測裝置，並依據本說明書的實施例所記載之方法而求得。

並且，本發明中，「粒子狀碳材料的縱橫比」可藉由以下方式求得：在溶劑中溶解並去除熱傳導片材中的樹脂，利用SEM（掃描式電子顯微鏡）觀察所得之粒子狀碳材料，對任意的50個粒子狀碳材料量測其最大直徑（長徑）及與最大直徑正交之方向的粒徑（短徑），並算出長徑與短徑的比值（長徑/短徑）之平均値。

-粒子狀碳材料的含有比例-

本發明中，在將熱傳導片材的總體積設為100體積%時，熱傳導片材中的粒子狀碳材料的含有比例以25體積%以上為佳，以30體積%以上為較佳，以40體積%以上為更佳，以50體積%以上為再更佳，通常為60體積%以下。其原因在於，熱傳導片材中的粒子狀碳材料的含有比例如上述下限以上而形成為熱傳導片材半成品，在此熱傳導片材半成品中，粒子狀碳材料彼此變得容易接觸，而易形成良好的傳熱路徑。其結果，可令相對於熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向堆疊多層熱傳導片材半成品而成之熱傳導片材，在厚度方向發揮更高的熱傳導性。再者，若熱傳導片材中的粒子狀碳材料的含有比例在上述範圍內，則此複合粒子變得容易接受到輥壓延等之加壓所致的力，結果在熱傳導片材半成品中可令粒子狀碳材料更良好地在所期望的方向上配向。

此外，本發明中，「含有比例（體積%）」可依據本說明書的實施例所記載之方法求取理論値。

〔纖維狀碳材料〕

本發明的熱傳導片材可進一步含有任意的纖維狀碳材料。含有任意的纖維狀碳材料並沒有特別限制，可使用例如奈米碳管、氣相成長碳纖維、將有機纖維碳化而得之碳纖維以及其等之切斷物等。此等材料可單獨使用一種，也可併用二種以上。

而且，若令本發明的熱傳導片材中含有纖維狀碳材料，則可更進一步提升熱傳導片材的熱傳導性，同時可防止粒子狀碳材料的掉粉。此外，藉由摻合纖維狀碳材料而可防止粒子狀碳材料的掉粉的理由尚未明確，但推論是因為纖維狀碳材料形成三維網格結構，藉此提高熱傳導性及強度，同時防止粒子狀碳材料的脫離。

在上述中，以使用奈米碳管等之纖維狀的碳奈米結構體做為纖維狀碳材料為佳，以使用含奈米碳管之纖維狀的碳奈米結構體做為纖維狀碳材料為較佳。其原因在於，若使用奈米碳管等之纖維狀的碳奈米結構體，則可令使用熱傳導片材而得之熱傳導片材的熱傳導性以及壓縮變形耐受性更進一步提升。

-含奈米碳管之纖維狀的碳奈米結構體-

於此，含奈米碳管之纖維狀的碳奈米結構體可適當地使用做為纖維狀碳材料，且可僅由奈米碳管（以下，亦稱為「CNT」）所形成，亦可為CNT與CNT以外的纖維狀的碳奈米結構體之混合物。

此外，纖維狀的碳奈米結構體中的CNT並沒有特別限制，可使用單層奈米碳管及/或多層奈米碳管，但CNT以單層至五層的奈米碳管為佳，以單層奈米碳管為較佳。其原因在於，若使用單層奈米碳管，則與使用多層奈米碳管的情況相比之下，可令使用熱傳導片材而得之熱傳導片材的熱傳導性以及壓縮變形耐受性更進一步提升。

含CNT之纖維狀的碳奈米結構體，以使用3σ/Av超過0.20且未滿0.60的碳奈米結構體為佳，且以使用3σ/Av超過0.25的碳奈米結構體為較佳，以使用3σ/Av超過0.50的碳奈米結構體為更佳；其中，3σ為將直徑的標準偏差σ乘以3所得之値，3σ/Av為3σ對於平均直徑Av之比值。其原因在於，若使用含3σ/Av超過0.20且未滿0.60的CNT之纖維狀的碳奈米結構體，則即使碳奈米結構體的摻合量為少量，亦可充分提高使用熱傳導片材而得之熱傳導片材的熱傳導性及強度。因此，可抑制熱傳導片材的硬度因摻合含CNT之纖維狀的碳奈米結構體而上升（即柔軟性降低）的狀況，且可充分兼具優良的熱傳導片材的熱傳導性以及壓縮變形耐受性。

此外，「纖維狀的碳奈米結構體的平均直徑（Av）」以及「纖維狀的碳奈米結構體的直徑的標準偏差（σ：樣本標準偏差）」，可分別使用穿透式電子顯微鏡量測隨機選取的100根纖維狀的碳奈米結構體的直徑（外徑）而求得。而且，含CNT之纖維狀的碳奈米結構體的平均直徑（Av）以及標準偏差（σ），可藉由變更含CNT之纖維狀的碳奈米結構體的製造方法或製造條件而進行調整，也可藉由組合多種以不同製法所製得之含CNT之纖維狀的碳奈米結構體而進行調整。

並且，通常使用下述者做為含CNT之纖維狀的碳奈米結構體：以如前述般進行量測之直徑做為橫軸且以其頻率做為縱軸進行作圖，在進行高斯近似時呈常態分布者。

再者，含CNT之纖維狀的碳奈米結構體，以在使用拉曼光譜法進行評價時具有徑向呼吸模式（Radial Breathing Mode，RBM）之峰值為佳。此外，若纖維狀的碳奈米結構體僅包含三層以上之多層奈米碳管，則於其拉曼光譜中不存在RBM。

並且，含CNT之纖維狀的碳奈米結構體的平均直徑（Av），以0.5 nm以上為佳，以1 nm以上為較佳，且以15 nm以下為佳，以10 nm以下為較佳。其原因在於，若纖維狀的碳奈米結構體的平均直徑（Av）為0.5 nm以上，則可抑制纖維狀的碳奈米結構體的凝集，且提高碳奈米結構體的分散性。並且，若纖維狀的碳奈米結構體的平均直徑（Av）為15 nm以下，則可充分地提高使用熱傳導片材而得之熱傳導片材的熱傳導性以及壓縮變形耐受性。

再者，含CNT之纖維狀的碳奈米結構體的BET比表面積，以600 m² /g以上為佳，以800 m² /g以上為較佳，且以2500 m² /g以下為佳，以1200 m² /g以下為較佳。再者，當纖維狀的碳奈米結構體中的CNT主要為經開口化的CNT時，以BET比表面積為1300 m² /g以上為佳。其原因在於，若含CNT之纖維狀的碳奈米結構體的BET比表面積為600 m² /g以上，則可充分提高使用熱傳導片材而得之熱傳導片材的熱傳導性以及強度。並且，若含CNT之纖維狀的碳奈米結構體的BET比表面積為2500 m² /g以下，則可抑制纖維狀的碳奈米結構體的凝集，且可提高熱傳導片材中之CNT的分散性。

而在本發明中，所謂的「BET比表面積」，是指使用BET法所量測之氮吸附比表面積。

並且，可根據如以下的方法，而有效率地製造具有上述性質與狀態之含CNT之纖維狀的碳奈米結構體：在表面具有奈米碳管製造用的觸媒層之基材上，供給原料化合物以及載體氣體，藉由化學氣相沈積法（CVD法）合成CNT，此時藉由在系統內存在微量的氧化劑（活化觸媒物質），而令觸媒層的觸媒活性大幅度地提升（超級成長法，Super-Growth法；參照國際公開第2006/011655號）。此外，以下亦將藉由超級成長法所製得之奈米碳管稱為「SGCNT」。

於此，藉由超級成長法所製造之含CNT之纖維狀的碳奈米結構體，可僅由SGCNT構成，也可除了SGCNT以外亦包含例如非圓筒形狀的碳奈米結構體等之其它碳奈米結構體。

-纖維狀碳材料的性質與狀態-

而熱傳導片材中可含之纖維狀碳材料的平均纖維直徑，以1 nm以上為佳，以3 nm以上為較佳，且以2 μm以下為佳，以1 μm以下為較佳。其原因在於，若纖維狀碳材料的平均纖維徑在上述範圍內，則可令使用熱傳導片材，充分兼具優越之熱傳導片材的熱傳導性、柔軟性以及壓縮變形耐受性。

於此，纖維狀碳材料的縱橫比以超過10為佳。

此外，在本發明中，「平均纖維直徑」可藉由以下方式求得：在溶劑中溶解並去除熱傳導片材中的樹脂，利用SEM（掃描式電子顯微鏡）或TEM（穿透式電子顯微鏡）觀察所得之纖維狀碳材料，並針對任意的50個纖維狀碳材料量測纖維直徑，且算出所量測之纖維直徑的數量平均值。尤其，在纖維直徑小的情況，就相同的斷面而言，較適合使用TEM（穿透式電子顯微鏡）進行觀察。

並且，在本發明中，「纖維狀碳材料的縱橫比」可藉由以下方法求出：溶解並去除熱傳導片材中的樹脂，利用TEM（穿透式電子顯微鏡）觀察所得之纖維狀碳材料，並針對任意的50個纖維狀碳材料量測最大直徑（長徑）及與最大直徑正交之方向的粒徑（短徑），且算出長徑與短徑的比值（長徑/短徑）之平均値。

﹝樹脂﹞

於此，本發明的熱傳導片材所含有之樹脂成分，以包含具有熱塑性之一種或多種的樹脂為佳。再者，本發明的熱傳導片材所含有之樹脂成分，以包含未硫化的樹脂為佳。此外，在本說明書中，橡膠以及彈性體(elastomer)為被包含在「樹脂」中的材質。並且，在本說明書中，所謂的「未硫化」，意指不論樹脂或成為樹脂材料的樹脂組成物中是否含有硫化劑（交聯劑），對此樹脂或樹脂組成物加熱等都不發生交聯反應的狀態。再者，在本說明書中，所謂的「熱塑性」，意指藉由加熱而軟化，成為可成形的狀態，再進一步藉由冷卻而硬化的特性。再者，樹脂為「熱塑性」的情況中，硬化狀態之樹脂的聚合物結構內通常不含有交聯結構。於此，一般而言，樹脂被大致區分為「熱塑性樹脂」與「熱固性樹脂」。然而，即使一般是可被分類為「熱固性樹脂」的樹脂，若在不存在交聯劑的狀態下進行硬化，也會有在聚合物結構內未形成交聯結構的狀況。因此，在本說明書中，不論一般是被分類成熱塑性樹脂或被分類成熱固性樹脂，將具有如上述定義之「熱塑性」的樹脂統稱為「具熱塑性之樹脂」。

而只要藉由具熱塑性之樹脂，便可提升熱傳導片材與發熱體或散熱體等之部件之間的附著性。其原因在於，「具熱塑性之樹脂」在使用熱傳導片材時（散熱時）的高溫環境下，可提高熱傳導片材的柔軟性。

再者，在熱傳導片材中，具熱塑性之樹脂的含有比例，以構成熱傳導片材的全部有機成分中的65質量%以上為佳，以70質量%以上為較佳，以85質量%以上為更佳。

其原因在於，在熱傳導片材中，若具熱塑性之樹脂的含有比例在上述下限値以上，則可更進一步提升安裝時與被附著體之間的密著性。

其中，在本說明書中，所謂的「構成熱傳導片材的全部有機成分」的概念，是包含熱傳導片材所含之全部樹脂成分、以及做為可任意含有的添加劑之有機化合物，且不包含粒子狀碳材料或纖維狀碳材料等之無機物，亦或不包含其它任意的無機化合物。

-具熱塑性之樹脂-

具熱塑性之樹脂，可列舉聚(丙烯酸2-乙基己酯)、丙烯酸與丙烯酸2-乙基己酯的共聚物、聚甲基丙烯酸或其酯、聚丙烯酸或其酯等之丙烯酸樹脂；矽氧樹脂；氟樹脂；聚乙烯；聚丙烯；乙烯-丙烯共聚物；聚甲基戊烯；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚乙酸乙烯酯；乙烯-乙酸乙烯共聚物；聚乙烯醇；聚縮醛；聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate）；聚對苯二甲酸丁二酯（polybutylene terephthalate）；聚萘二甲酸乙二酯（polyethylene naphthalate）；聚苯乙烯；聚丙烯腈；苯乙烯-丙烯腈共聚物；丙烯腈-丁二烯共聚物（腈橡膠）；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或其氫化物；苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物或其氫化物；聚苯醚（polyphenylene ether）；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（polyamideimide）；聚碳酸酯；聚苯硫；聚碸；聚醚碸；聚醚腈（polyether nitrile）；聚醚酮；聚酮(polyketone)；聚胺酯（polyurethane）；液晶聚合物；離子聚合物等。此等可單獨使用一種，也可併用二種以上。

再者，具熱塑性之樹脂以氟樹脂為佳。其原因在於，若具熱塑性之樹脂為氟樹脂，則可提升熱傳導片材的耐熱性、耐油性、以及化學抗性。

於此，樹脂中有在常溫常壓下呈液體狀態的樹脂與在常溫常壓下呈固體狀態的樹脂。在本說明書中，所謂的「常溫」是指23℃，所謂的「常壓」是指1 atm（絕對壓力）。而在常溫常壓下呈液狀之具有熱塑性的氟樹脂，可列舉例如偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟戊烯-四氟乙烯三元共聚物、全氟環氧丙烷聚合物、四氟乙烯-丙烯-偏二氟乙烯共聚物等。此等在常溫常壓下呈液狀之具有熱塑性的氟樹脂，亦可使用例如Chemours公司製的Viton（註冊商標）LM、DAIKIN工業股份有限公司製的DAI-EL（註冊商標）G101、3M股份有限公司製的Dyneon FC2210、信越化學工業股份有限公司製的SIFEL系列等之市售品。

若熱傳導片材的樹脂成分包含在常溫常壓下呈液狀的樹脂，則可更進一步提升熱傳導片材的熱傳導率。

在常溫常壓下呈液狀之具有熱塑性的氟樹脂的黏度並沒有特別限制，但從混練性、流動性、交聯反應性良好且成形性亦優異的觀點而言，在105℃之黏度以500～30,000 cps為佳，以550～25,000 cps為較佳。

並且，在常溫常壓下為固態之具有熱塑性的氟樹脂，可列舉例如偏二氟乙烯系氟樹脂、四氟乙烯-丙烯系氟樹脂、四氟乙烯-全氟乙烯醚（tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether）系氟樹脂等之聚合含氟單體而得之彈性體等。更具體而言，可列舉聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-氟氯乙烯共聚物(ethylene-chlorofluoroethylene copolymer)、四氟乙烯-全氟間二氧雜環戊烯共聚物（tetrafluoroethylene-perfluorodioxole copolymer）、聚氟乙烯、四氟乙烯-丙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯的丙烯酸改質物、聚四氟乙烯的酯改質物、聚四氟乙烯的環氧改質物以及聚四氟乙烯的矽烷改質物等。此等之中，從加工性的觀點而言，以聚四氟乙烯、聚四氟乙烯的丙烯酸改質物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物為佳。

並且，市售之在常溫常壓下為固態且具有熱塑性的氟樹脂，可列舉例如DAIKIN工業股份有限公司製的DAI-EL（註冊商標）G-300系列/G-700系列/G-7000系列（偏二氟乙烯-六氟丙烯之二元系共聚物）、DAI-EL G-550系列/G-600系列（偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯之三元系共聚物）、DAI-EL G-800系列（偏二氟乙烯-六氟丙烯之二元系共聚物）、DAI-EL G-900系列（偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯之三元系共聚物）；ALKEMA公司製的KYNAR（註冊商標）系列（偏二氟乙烯系氟樹脂）、KYNAR FLEX（註冊商標）系列（偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯之三元系共聚物）；Chemours公司製的A-100（偏二氟乙烯-六氟丙烯之二元系共聚物）；3M Japan公司製的Dyneon（註冊商標）（偏二氟乙烯-六氟丙烯之二元系共聚物）等。

此外，在常溫常壓下為固態的樹脂與在常溫常壓下為液態的樹脂，可單獨使用一種，或組合多種使用。

再者，熱傳導片材的樹脂成分中之至少一種的樹脂，以在常溫常壓下為固態且ASKER C硬度為70以下的樹脂為佳，以ASKER C硬度為55以下的樹脂為較佳，以ASKER C硬度為50以下的樹脂為更佳。其原因在於，若此至少一種的樹脂在常溫常壓下為固態，則在使用時（散熱時）的高溫環境下，可更提升熱傳導片材的柔軟性，令熱傳導片材與發熱體更良好地密著，同時在裝設時等之常溫環境下，可提高熱傳導片材的處理性。若上述之至少一種的樹脂的ASKER C硬度為上述上限値以下，則可對所得之熱傳導片材賦予適當的柔軟度，且降低與被附著面之界面阻抗値。

此外，在常溫常壓下為固態且ASKER C硬度為70以下的樹脂的慕尼黏度（ML₁₊₄ ，100℃）以90（ML₁₊₄ ，100℃）以下為佳，通常為15（ML₁₊₄ ，100℃）以上。若熱傳導片材所含有之樹脂的慕尼黏度為上述上限値以下，則可提高熱傳導片材的熱傳導性。

此外，熱傳導片材中所含有之樹脂的ASKER C硬度及慕尼黏度，例如可藉由以下方法進行量測。首先，將熱傳導片材溶解在溶劑中，此溶劑可溶解構成此熱傳導片材之樹脂。之後，單獨分離出目標樹脂，調製ASKER C硬度量測用試料及慕尼黏度量測用試料。接下來，針對所得試料，可根據日本橡膠協會標準規格（SRIS）的ASKER C法，使用硬度計在溫度23℃量測ASKER C硬度。並且針對試料，可藉由依據JIS-K6300量測（ML₁₊₄ ，100℃）而取得慕尼黏度。而且，如此所量測/取得之ASKER C硬度/慕尼黏度的値，原則上與材料階段的樹脂成分的ASKER C硬度/慕尼黏度的値大略相同。

-其它樹脂-

再者，在不明顯損及本發明效果的前提下，可在熱傳導片材中含有其它樹脂。

其它樹脂可舉出一般被分類成熱固性樹脂的各種樹脂，例如天然橡膠；丁二烯橡膠；異戊二烯橡膠；腈橡膠；氫化腈橡膠；氯丁二烯橡膠；乙烯丙烯橡膠；氯化聚乙烯；氯磺化聚乙烯；丁基橡膠；鹵化丁基橡膠；聚異丁烯橡膠；環氧樹脂；聚醯亞胺樹脂；雙馬來亞醯胺樹脂；苯環丁烯樹脂；酚樹脂；不飽和聚酯；苯二酸二烯丙酯樹脂（diallyl phthalate resin ）；聚醯亞胺矽氧樹脂（polyimide silicone resin ）；聚胺酯；熱固型聚苯醚；熱固型改質聚苯醚等。此等可單獨使用一種，也可併用二種以上。

-樹脂的含有比例-

接下來在本發明中，在將熱傳導片材的總體積設為100體積%時，熱傳導片材中之全部樹脂成分的含有比例以75體積%以下為佳，以60體積%以下為較佳，以50體積%以下為更佳，且以40體積%以上為佳。若熱傳導片材中的全部樹脂成分的含有比例為上述上限値以下，則可令熱傳導片材發揮更高的熱傳導性。並且，若熱傳導片材中的全部樹脂成分的含有比例為上述下限値以上，則可賦予熱傳導片材更高的柔軟性，且與發熱體相接時可更良好地從發熱體往熱傳導片材進行傳熱。

﹝添加劑﹞

本發明的熱傳導片材中，視需要能摻合製造熱傳導片材時可使用之已知的添加劑。而能摻合在熱傳導片材中的添加劑並沒有特別限制，可列舉例如脂肪酸酯等之塑化劑；紅磷系阻燃劑、磷酸酯系阻燃劑等之阻燃劑；如氟素油（fluorine oil，DAIKIN工業股份有限公司製的Demnum系列）之塑化劑兼阻燃劑的添加劑；胺基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)等之增韌劑；氧化鈣、氧化鎂等之吸濕劑；矽烷偶合劑、鈦偶合劑、酸酐等之附著力增進劑；非離子系界面活性劑、氟系界面活性劑等之可濕性增進劑；無機離子交換子等之離子捕捉劑等。

＜性質與狀態＞

﹝加壓所致之應力鬆弛率﹞

本發明的熱傳導片材，其因加壓所致之應力鬆弛率必須為85%以下，以60%以下為較佳，以50%以下為佳，且以30%以上為佳，並以40%以上為較佳。若因加壓所致之應力鬆弛率為上述上限値以下，則可提高熱傳導片材的厚度方向的熱傳導性，同時賦與熱傳導片材適當的強度以及壓縮變形耐受性。藉由將加壓所致之應力鬆弛率設為上述上限値以下便可提高熱傳導片材的熱傳導性的理由雖尚未明朗，但推測是因為以下原因。

本發明的熱傳導片材具有以下構造：相對於熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向上堆疊多層熱傳導片材半成品而成之構造，且此熱傳導片材半成品含有粒子狀碳材料與樹脂成分。而且，相對於厚度方向而在橫斷方向堆疊之各熱傳導片材半成品中，屬於熱傳導性物質之粒子狀碳材料會進行相互作用，藉此發揮熱傳導性而產生厚度方向的熱傳導性。在將熱傳導片材配置在發熱體或散熱體等之被附著體間的情況中，此種構造的熱傳導片材受到二個被附著體加壓。藉由此加壓，在熱傳導片材中，相對於厚度方向而在橫斷方向多層堆疊而成之熱傳導片材半成品的配向有崩解之虞。而若熱傳導片材中之熱傳導片材半成品的配向崩解，則厚度方向的熱傳導性會遭受破壞。於是，本發明的熱傳導片材將加壓所致之應力鬆弛率壓抑在指定値以下，藉此抑制熱傳導片材半成品的配向崩解，而可提高熱傳導片材的厚度方向的熱傳導性。於此，相較於富有柔軟性的片材的情況下，加壓所致之應力鬆弛率為指定値以下的熱傳導片材，即加壓所致之變形量少的熱傳導片材，其與被附著體間的密著性低劣。通常，若與被附著體的密著性低，則熱傳導片材與被附著體之界面中的熱阻（以下亦稱為「界面阻抗」）有變高的傾向。但是，本發明的熱傳導片材中，被推測因將應力鬆弛率抑制在指定値以下而難以破壞熱傳導片材半成品的配向，故可彌補因界面阻抗變高而劣化的熱傳導性，甚至可進一步增強熱傳導性。

另一方面，應力鬆弛率未滿上述下限値的情況，熱傳導片材的加壓所致之變形量少，厚度方向之粒子狀碳材料的配向雖可保持，但因其堅硬而無法確保與被附著體間的密著性，無法獲得滿意的熱傳導性。

﹝ASKER C硬度﹞

本發明的熱傳導片材以ASKER C硬度為70以下為佳。若ASKER C硬度為70以下，則熱傳導片材的強度適中，可提高熱傳導片材的易安裝性。並且，若熱傳導片材的ASKER C硬度為上述上限値以下，則可提高熱傳導片材的處理性。此外，可藉由摻合於熱傳導片材之粒子狀碳材的含有比例或選擇所使用之樹脂成分，而調節熱傳導片材的ASKER C硬度的値。再者，本發明的熱傳導片材之ASKER C硬度以20以上為佳，以40以上為較佳，以60以上為更佳。若ASKER C硬度未滿20，則因熱傳導片材的柔軟度而會產生處理上的問題。並且，若ASKER C硬度超過70，則熱傳導片材本身堅硬，而有與被附著體之界面的界面阻抗過度增大之虞。

﹝熱傳導性﹞

本發明的熱傳導片材之厚度方向的熱傳導率為以20 W/m･K以上為佳，以24 W/m･K以上為較佳，以29 W/m･K以上為更佳。其原因在於，若熱傳導片材的熱傳導率為上述下限以上，則例如在令熱傳導片材與發熱體密著而使用的情況，可令熱有效率地從發熱體發散。

此外，在本說明書中，熱傳導片材的「厚度方向的熱傳導率」可藉由實施例所記載之方法算出。

﹝構造﹞

並且，本發明的熱傳導片材具有以下構造：相對於熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向堆疊多層熱傳導片材半成品而成之構造，且此熱傳導片材半成品含有上述粒子狀碳材料、樹脂成分以及任意添加劑等。再者，在熱傳導片材半成品內，粒子狀碳材料以沿著熱傳導片材半成品的面方向（相對於熱傳導片材半成品的厚度方向而在橫斷方向）配向為佳。其原因在於，若粒子狀碳材料沿著熱傳導片材半成品的面方向配向，則可提高熱傳導片材的厚度方向之熱傳導率。而「熱傳導片材是相對於熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向堆疊多層熱傳導片材半成品並進行切片而得」的證據，可使用例如利用顯微鏡觀察熱傳導片材的厚度方向斷面的方法，或使用判定熱傳導片材的平面方向的熱傳導性是否具有各向異性的方法，而進行綜合判斷。

﹝厚度﹞

熱傳導片材的厚度並未特別限制，例如可為0.05 mm以上且10 mm以下。其原因在於，一般而言，若熱傳導片材的厚度過厚，則熱傳導片材的熱阻會升高，故熱傳導性會降低。此外，當熱傳導片材的厚度過小時，會變得無法充分活用熱傳導片材具有的熱傳導率。

再者，也可在厚度方向多片重疊具有一定厚度的熱傳導片材，藉由靜置指定時間而令其一體化，再將此一體化之物使用做為熱傳導片材。於根據如上述所得之熱傳導片材內，可推測粒子狀碳材料以及任意的纖維狀碳材料會維持配向於熱傳導片材的厚度方向上。因此，令多片薄的熱傳導片材在厚度方向堆疊而得之厚（厚度x）的熱傳導片材的熱傳導性，被認為具有與相同厚度（厚度x）的單片熱傳導片材約略相同的熱傳導率。因此，不需準備各種厚度的熱傳導片材，只要準備多片指定厚度的（薄的）熱傳導片材，便可得到一種熱傳導片材，其厚度因應欲適用熱傳導片材之部位的厚度。

以下將說明熱傳導片材的製造方法。

用於製造本發明的熱傳導片材之製造方法並未有特別限制，可採用在製造熱傳導片材時可使用之製造方法，此熱傳導片材為在面方向上堆疊多層熱傳導片材半成品而成。此製造方法，可舉出例如包含以下步驟的製造方法：準備複合混合物的步驟，此複合混合物含有粒子狀碳材料及包含一種或多種樹脂之樹脂成分；將複合混合物進行加壓而得到熱傳導片材半成品的步驟；得到熱傳導片材半成品之堆疊體的步驟；以及切片步驟。

＜準備複合混合物的步驟＞

在準備複合混合物的步驟中，準備含有粒子狀碳材料以及樹脂之複合混合物。具體而言，在準備複合混合物的步驟中並未特別限制，可利用已知的手法，令粒子狀碳材料及包含一種或多種樹脂之樹脂成分複合任意的纖維狀碳材料及/或添加劑，藉此準備複合混合物。並且，在準備複合混合物的步驟中，也可購入含有粒子狀碳材料及包含一種或多種樹脂之樹脂成分的市售複合混合物，藉此準備複合混合物。在藉由上述複合動作而準備複合混合物的情況中，更具體而言，可使用例如以下（I）～（III）的方法。

（I）將粒子狀碳材料、包含一種或多種樹脂之樹脂成分與任意的纖維狀碳材料及/或添加劑加以混合、混練而得到複合混合物。

（II）將含有粒子狀碳材料、包含一種或多種樹脂之樹脂成分與任意的纖維狀碳材料及/或添加劑之分散液加以乾燥造粒而得到複合混合物。

（III）將包含一種或多種樹脂之樹脂成分等噴霧在粒子狀碳材料以及任意的纖維狀碳材料上而得到複合混合物。

其中，從作業容易性的觀點而言，較佳為使用（I）的方法。

此外，在準備複合混合物的步驟中所使用之粒子狀碳材料、包含一種或多種樹脂之樹脂成分、任意的纖維狀碳材料及/或添加劑，能使用與上述熱傳導片材可含有之粒子狀碳材料、包含一種或多種樹脂之樹脂成分、任意的纖維狀碳材料及/或添加劑相同的成分，且較佳的含有比例也可設定為相同。

﹝混合、混練方法﹞

混合、混練方法並未特別限制，可使用捏合機、輥、亨舍爾混合機（Henschel mixer）、荷巴特混合機（Hobart mixer）等已知的混合裝置進行。而混合、混練時間可設為例如5分鐘以上且6小時以下。並且，混合、混練溫度可設為例如5℃以上且150℃以下。

於此，雖可在乙酸乙酯等之溶劑的存在下進行混合、混練，但在混合、混練時有使用溶劑的情況中，以進行後述之複合混合物的壓碎/粉碎之前先去除溶劑為佳。可使用已知的乾燥方法去除溶劑，亦可在任意地將複合混合物進行消泡的同時去除溶劑。例如，若使用真空消泡以進行消泡，則也可在消泡時的同時去除溶劑。

﹝複合混合物﹞

而所得之複合混合物含有粒子狀碳材料及包含一種或多種樹脂之樹脂成分，且更進一步含有任意的纖維狀碳材料以及添加劑。並且，複合混合物通常為直徑1 mm～200 mm左右的塊狀體。

也可任意地實施將複合混合物粉碎成粒子狀的粉碎步驟。此情況下，在粉碎步驟中，利用任意的方法粉碎所得之複合混合物而得到複合粒子。此外，在得到複合粒子的步驟中，也可在粉碎所得之複合混合物後，以任意方法進行分級而得到複合粒子。

複合混合物的粉碎，只要所得之複合粒子不是呈現複合混合物的塊狀體而是成為粉流體，則無特別限制，可利用已知的方法進行。並且，也可在進行粉碎前，先將塊狀體壓碎散開。而且，複合混合物的壓碎/粉碎，可使用例如利用剪切作用或磨碎作用之已知的壓碎/粉碎機、或攪拌式之已知的壓碎/粉碎機等進行。上述已知的壓碎/粉碎機可列舉例如鎚式壓碎機（hammer crusher）、切割式研磨機、鎚磨機、珠磨機（Bead Mill)、振動研磨機、行星式球磨機、砂磨機、球磨機、輥磨機、三輥磨機、噴射磨機、高速旋轉式粉碎機、微粉碎機/壓碎分粒機、奈米噴射粉碎機（Nano Jetmizer）等。

此等壓碎/粉碎機的種類、壓碎/粉碎時的能量、時間等條件，只要配合複合混合物的塊狀體的狀態、複合粒子的粒徑等之所期望的粉流體狀態進行適當選擇、調整即可。

於此，複合混合物並未被特別限制，以粉碎至篩分級為未滿1000 μm的粒徑為佳。

＜得到熱傳導片材半成品的步驟＞

在得到熱傳導片材半成品的步驟中，利用任意的方法將前步驟所得之複合混合物或複合粒子進行加壓而成形為片狀。

﹝加壓方法﹞

熱傳導片材半成品的加壓方法，只要是負荷壓力的成形方法則無特別限制。熱傳導片材半成品可使用例如沖壓（press）成形、壓延成形或擠出成形等之已知的成形方法而成形為片狀。其中，熱傳導片材以藉由壓延成形而成形為片狀為佳，以夾在保護薄膜中的狀態下通過輥間而成形為片狀為較佳。此外，保護薄膜並未特別限制，可使用經施以噴砂處理的聚對苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜等。並且，輥溫度可設為5℃以上且150℃以下。

此外，熱傳導片材半成品的厚度並未特別限制，可設為例如0.05 mm以上且2 mm以下。並且，從提高熱傳導片材半成品的熱傳導性而令熱傳導片材的熱傳導性提升的觀點而言，熱傳導片材半成品的厚度，以粒子狀碳材料的平均粒徑的5000倍以下為佳。

＜得到堆疊體的步驟＞

在得到堆疊體的步驟中，在熱傳導片材半成品的厚度方向堆疊多片由前步驟所得之熱傳導片材半成品，或者折疊或捲繞由前步驟所得之熱傳導片材半成品，藉此形成堆疊體。

﹝堆疊方法﹞

堆疊熱傳導片材半成品所致之堆疊體的形成並未特別限制，可使用堆疊裝置進行，也可利用手工操作進行。並且，折疊熱傳導片材半成品所致之堆疊體的形成並未特別限制，可藉由使用折疊機將熱傳導初級片材（primary sheet）以一定寬度進行折疊而進行。再者，捲繞熱傳導片材半成品所致之堆疊體的形成並未特別限制，可藉由繞平行於熱傳導片材半成品的短邊方向或長邊方向之軸捲繞熱傳導片材半成品而進行。

於此，在得到堆疊體的步驟中，通常可藉由堆疊熱傳導片材半成品時的壓力、或者進行折疊或捲繞熱傳導片材半成品時的壓力，而充分獲得熱傳導片材半成品的表面彼此的附著力。但是，在附著力不足的情況或需要充分抑制堆疊體的層間剝離的情況中，也可在利用溶解劑令熱傳導片材半成品的表面些許溶解的狀態下形成堆疊體，也可在熱傳導片材半成品的表面已塗布接著劑的狀態或熱傳導片材半成品的表面設置有附著層的狀態下形成堆疊體。

此外，於溶解熱傳導片材半成品表面時所使用的溶解劑並未特別限制，能使用可溶解熱傳導片材半成品中所含有之樹脂成分的已知溶解劑。

並且，塗布於熱傳導片材半成品表面之接著劑並未特別限制，可使用市售的接著劑或粘著性的樹脂。其中，接著劑以使用與熱傳導片材半成品中所含有之樹脂成分為相同組成的樹脂為佳。而塗布於熱傳導片材半成品表面之接著劑的厚度，則可設為例如10 μm以上且1000 μm以下。

再者，熱傳導片材半成品的表面所設置之附著層並未特別限制，而可使用雙面膠帶等。

此外，從抑制層間剝離的觀點而言，所得之堆疊體以於堆疊方向施加0.05 MPa以上且1.0 MPa以下之壓力的同時，於20℃以上且150℃以下持續加壓1分鐘以上且30分鐘以下為佳。

此外，在堆疊、折疊或捲繞熱傳導片材半成品而得之堆疊體中，推測粒子狀碳材料以及任意的纖維狀碳材料在約略正交於堆疊方向的方向配向。

＜切片步驟＞

並且，在切片步驟中，將上述步驟所得之堆疊體，以相對於堆疊方向為45°以下的角度進行切片，藉此得到由堆疊體的切片而成之熱傳導片材。

﹝切片方法﹞

將堆疊體進行切片的方法並未特別限制，可列舉例如多刀片法（multi-blade method）、雷射加工法、水刀法、刀（knife）加工法等。其中，從容易令熱傳導片材的厚度均勻的觀點而言，以刀加工法為佳。並且，將堆疊體進行切片時的切斷工具並未特別限制，可使用具備平滑盤面與刃部的切片部件（例如，具備銳利刀刃之刨刀或切片機），其中平滑盤面具有狹縫，且刃部較此狹縫部更為突出。

此外，從提高熱傳導片材的熱傳導性的觀點而言，將堆疊體進行切片的角度，以相對於堆疊方向為30°以下為佳，以相對於堆疊方向為15°以下為較佳，以相對於堆疊方向為約略0°（亦即，沿著堆疊方向的方向）為佳。

並且，從容易將堆疊體進行切片的觀點而言，切片時的堆疊體溫度以設為-20℃以上且40℃以下為佳，以設為10℃以上且30℃以下為較佳。再者，因相同的理由，進行切片的堆疊體，以在與堆疊方向垂直的方向上負荷壓力的同時進行切片為佳，以在與堆疊方向垂直的方向上負荷0.1 MPa以上且0.5 MPa以下之壓力的同時進行切片為較佳。

而依據如上述之製造方法所得之熱傳導片材，因經過得到堆疊體的步驟以及切片步驟而成形，故可推測粒子狀碳材料以及任意的纖維狀碳材料會配向在熱傳導片材的厚度方向。因此，例如藉由令發熱體與熱傳導片材良好地附著，而可令從發熱體所產生的熱有效率地往熱傳導片材的厚度方向發散。

以下將說明熱傳導片材的用途。

而依據本發明的製造方法所得之熱傳導片材，富有壓力變形耐受性且熱傳導性優異，強度以及導電性通常亦優異。因此，此熱傳導片材適於使用做為例如各種機器以及裝置等中所使用之散熱材料、散熱元件、冷卻元件、溫度調節元件、電磁波屏蔽部件、電磁波吸收部件、在將被壓接物進行加熱壓接時夾在被壓接物與加熱壓接裝置之間的熱壓接用橡膠片。

於此，各種機器以及裝置等並未特別限制，可列舉伺服器、伺服器用電腦、桌上型電腦等電子設備；筆記型電腦、電子字典、PDA、行動電話、可攜式音樂播放器（portable music player）等攜帶式電子設備；液晶顯示器（包含背光源）、電漿顯示器、LED、有機EL、無機EL、液晶投影機、鐘錶等顯示設備；噴墨列印機（噴墨頭）、電子照相裝置(electrophotography device)（顯影裝置、定影裝置、加熱輥（heat roll）、加熱帶（heat belt））等圖像形成裝置；半導體元件、半導體封裝件、半導體密封外殼、半導體固晶（die-bonding）、CPU、記憶體、功率電晶體、功率電晶體外殼等半導體相關元件；硬式電路板、軟式電路板、陶瓷電路板、增層（build-up）電路板、多層基板等電路基板（電路板中亦包含印刷電路板等）；真空處理裝置、半導體製造裝置、顯示設備製造裝置等製造裝置；絕熱材、真空絕熱材、輻射絕熱材等絕熱裝置；DVD（光學讀頭、雷射產生裝置、雷射光接收裝置）、硬式磁碟機等資料記錄設備；相機、錄影攝影機、數位相機、數位錄影攝影機、顯微鏡、CCD等影像記錄裝置；充電裝置、鋰離子電池、燃料電池等電池設備等。

以下將說明實施例。

以下，依據實施例具體說明本發明，但本發明並不限於此等實施例。此外，在以下說明中，表示量的「份」，若未特別指定，則為質量基準。

而在實施例以及比較例中，樹脂的慕尼黏度、熱傳導片材中的粒子狀碳材料的含有比例、樹脂及熱傳導片材的ASKER C硬度、熱傳導片材的熱傳導率、熱傳導片材因加壓所致之應力鬆弛率，分別使用以下方法進行量測、算出。

＜慕尼黏度＞

製造熱傳導片材所使用之樹脂的慕尼黏度，是藉由從樹脂切出切片，利用慕尼黏度計（島津製作所製，「MOONEY VISCOMETER SMV-202」），依據JIS-K6300而量測（ML₁₊₄ ，100℃）。

針對所得之熱傳導片材，亦切出相同的切片，並同樣地進行量測。

＜粒子狀碳材料的含有比例＞

熱傳導片材中的粒子狀碳材料的含有比例，是使用體積分率求出的理論値。具體而言，針對熱傳導片材所含有之粒子狀碳材料及樹脂的各成分，還有任意的纖維狀碳材料及添加劑的各成分，從密度（g/cm³ ）與摻合量（g）算出體積（cm³ ），以體積分率（體積%）求出熱傳導片材中的粒子狀碳材料的含有比例。

＜ASKER C硬度＞

根據日本橡膠協會標準規格（SRIS）的ASKER C法，使用硬度計（高分子計器公司製，商品名「ASKER CL-150LJ」），以溫度23℃進行量測。

具體而言，在為樹脂的情況，將成形為寬度30 mm×長度60 mm×厚度12.0 mm之塊體，於保持在23℃的恆溫室中靜置48小時以上，將此物做為試料，量測ASKER C硬度；在為熱傳導片材的情況，則將製備成寬度30 mm×長度60 mm×厚度0.5 mm的大小的熱傳導片材的試驗片重疊24片，於保持在23℃的恆溫室中靜置48小時以上，將此物做為試料，量測ASKER C硬度。並以指針成為95～98之方式調整阻尼器高度，量測在試料與阻尼器碰撞起20秒鐘後之硬度，進行此量測5次，將其平均値做為試料的ASKER C硬度。

＜熱傳導片材的熱傳導率＞

在計算熱傳導片材的熱傳導率時，先使用樹脂材料熱阻試驗器（Hitachi Technologies and Services製，商品名「C47108」），量測熱阻値。在量測時，將熱傳導片材切成邊長1 cm的四方形，做為量測試料。接下來，量測在試驗溫度50℃且壓力0.5 MPa的條件下之量測試料的熱阻値R。熱阻値R愈小，表示熱傳導性愈優異，在做為隔在發熱體與散熱體之間的散熱裝置時的散熱特性愈優異。

並且，依據下式（I），從所測得之熱阻値R與加壓後的熱傳導片材的厚度d算出熱傳導率。

熱傳導率（W/m･K）=熱傳導片材的厚度d（m）/熱阻値R（m² ･K/W）…（I）

＜熱傳導片材因加壓所致之應力鬆弛率＞

使用探針黏性（probe tack）試驗機（RHESCA公司製，「TAC1000」），量測熱傳導片材的應力鬆弛率。將直徑10 mm的扁平形狀的探針前端壓附於熱傳導片材表面，緩緩地令荷重增加，在荷重到達0.5 N（50 gf）的荷重的時間點停止增加荷重，且保持10秒鐘。將加壓時的最大荷重設為A且將保持10秒鐘後的荷重設為B時，以下述式(II)求出鬆弛率。

應力鬆弛率（%）=(A-B)/A×100 …（II）

以下將說明實施例1。

＜製備含CNT之纖維狀的碳奈米結構體＞

依據國際公開第2006/011655號的記載，藉由超級成長法而得到含SGCNT之纖維狀的碳奈米結構體。

所得之纖維狀的碳奈米結構體之BET比表面積為800 m² /g。並且，使用穿透式電子顯微鏡量測隨機選擇的100根纖維狀的碳奈米結構體的直徑，結果平均直徑（Av）為3.3 nm，將直徑的樣本標準偏差（σ）乘以三所得之値（3σ）為1.9 nm，其等之比值（3σ/Av）為0.58。並且，所得之纖維狀的碳奈米結構體，主要由單層CNT（亦稱為「SGCNT」）所構成。

＜製備纖維狀的碳奈米結構體之易分散性聚集體＞

﹝分散液的調製﹞

量取400 mg之上述所得之纖維狀的碳奈米結構體做為纖維狀碳材料，將其混合在做為溶劑之2 L的甲基乙基酮中，利用均質機持續攪拌2分鐘，得到粗分散液。接下來，使用濕式噴射磨機（常光股份有限公司製，製品名「JN-20」），令所得之粗分散液在100 MPa的壓力下通過濕式噴射磨機的0.5 mm的流路進行2循環，令纖維狀碳奈米結構體分散在甲基乙基酮中。接下來，得到固態成分濃度為0.20質量%的分散液。

﹝溶劑的去除﹞

之後，使用桐山濾紙（No.5A）將上述所得之分散液進行減壓過濾，得到片狀的易分散性聚集體。

＜熱傳導片材的製造＞

﹝準備複合混合物的步驟﹞

在100份之做為溶劑的乙酸乙酯的存在下，使用HOBART混合機（小平製作所股份有限公司製，商品名「ACM-5LVT型」），將130份之做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨（伊藤黑鉛工業公司製，商品名「EC-50」，平均粒徑：250 μm）、0.1份之做為纖維狀碳材料的碳奈米結構體的易分散性聚集體（表中，表示為「SGCNT」）、80份之做為樹脂的在常溫常壓下為固態的熱塑性氟樹脂（DAIKIN工業公司製，商品名「DAI_EL（註冊商標）G-912」，慕尼黏度：87.6 ML₁₊₄ ，100℃）、以及10份之做為阻燃劑的磷酸酯（大八化學工業公司製，商品名「PX-110」）攪拌混合5分鐘。將所得之混合物進行持續30分鐘的真空消泡，在消泡的同時進行乙酸乙酯的去除，得到含有粒子狀碳材料、樹脂、纖維狀碳材料以及阻燃劑的複合混合物。接下來，將所得之複合混合物投入壓碎機中，持續進行壓碎10秒鐘。

﹝得到熱傳導片材半成品的步驟﹞

接下來，利用經施以噴砂處理且厚度為50 μm的PET薄膜（保護薄膜）夾住上述步驟所得之複合混合物5 g，在輥間隙為550 μm、輥溫度為50℃、輥線壓為50 kg/cm、輥速度為1 m/分鐘的條件下進行壓延成形，藉此得到厚度0.5 mm的熱傳導片材半成品。

﹝得到堆疊體的步驟﹞

並且，將上述所得之熱傳導片材半成品裁斷成縱高6 cm×橫寬6 cm×厚度0.5 mm，在厚度方向堆疊120片，得到厚度為約6 cm的堆疊體。接下來，利用熱沖壓機，在沖壓溫度為120℃，且以沖壓後的堆疊體的壓縮率成為5～10%之方式調整壓力以及沖壓時間，以將所得之堆疊體進行熱壓接。沖壓時間為持續1～5分鐘，而加壓的壓力則是以0.1～0.25 MPa進行沖壓。

﹝切片步驟﹞

接下來，將上述堆疊體的堆疊斷面，以0.3 MPa的壓力進行加壓的同時，使用木工用切片機（丸仲鐵工所製，商品名「SUPER SURFACERS SUPER MECA-S，超精加工刨床 SUPER MECA-S」）以相對於堆疊方向為0度的角度進行切片（換言之，在所堆疊之熱傳導初級片材的主面的法線方向進行切片），得到縱高6 cm×橫寬6 cm×厚度150 μm的熱傳導片材。於此，木工用切片機的刀所使用之二片刃如下。二片刃為2片的單刃，其切刃的相反側彼此接觸，表側刃的刀尖最前端配置成比內側刃的刀尖最前端高0.5 mm並且從狹縫部的突出長度為0.11 mm，且表側刃的刃角為22°。

針對所得之熱傳導片材，使用上述方法量測ASKER C硬度、熱傳導率、以及應力鬆弛率。結果如表1-1所示。

以下將說明實施例2。

在準備複合混合物的步驟中，除了將樹脂變更為與實施例1不同種類的在常溫常壓下為固態的熱塑性氟樹脂（Chemours公司製，商品名「Viton（註冊商標）A‐200」，慕尼黏度：52.3 ML₁₊₄ ，100℃）以外，與實施例1同樣地進行而製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。結果如表1-1所示。

以下將說明實施例3。

在準備複合混合物的步驟中，除了將樹脂變更為與實施例1不同種類的在常溫常壓下為固態的熱塑性氟樹脂（3M Japan公司製，商品名「Dyneon（註冊商標）FC‐2211」，慕尼黏度：30.2 ML₁₊₄ ，100℃）以外，與實施例1同樣地進行而製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。結果如表1-1所示。

以下將說明實施例4。

將做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨的摻合量變更為100份。並且，除了將樹脂變更為與實施例1不同種類的在常溫常壓下為固態的熱塑性氟樹脂（3M Japan公司製，商品名「Dyneon（註冊商標）FC‐2211」，慕尼黏度：30.2 ML₁₊₄ ，100℃）以外，與實施例1同樣地進行而製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。結果如表1-2所示。

以下將說明實施例5。

將做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨的摻合量變更成70份。並且，將樹脂變更為與實施例1不同種類的在常溫常壓下為固態的熱塑性氟樹脂（3M Japan公司製，商品名「Dyneon（註冊商標）FC-2211」，慕尼黏度：30.2 ML₁₊₄ ，100℃）。除此之外，與實施例1同樣地進行製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。結果如表1-2所示。

以下將說明實施例6。

將做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨的摻合量變更為85份。在準備複合混合物的步驟中，將樹脂變更為與實施例1不同種類的40份之在常溫常壓下為固態的熱塑性氟樹脂（DAIKIN工業公司製，商品名「DAI-EL（註冊商標）G-704BP」，慕尼黏度：62.4 ML₁₊₄ ，100℃，ASKER C硬度50）以及45份之在常溫常壓下為液態的熱塑性氟樹脂（DAIKIN工業公司製，商品名「DAI-EL（註冊商標）G‐101」），且不摻合阻燃劑，並摻合5質量份之做為塑化劑的癸二酸酯（大八化學工業股份有限公司製，商品名「DOS」），除此之外，與實施例1同樣地進行而製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。將結果示於表1-2。此外，本實施例所使用之樹脂中，G-101因為在常溫常壓下為液態，故表示於表1-2之樹脂的慕尼黏度以及ASKER C硬度是量測在常溫常壓下為固態的G-704BP所得的値。

以下將說明實施例7。

在準備複合混合物的步驟中，藉由HOBART混合機，將100份之做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨（伊藤石墨工業股份有限公司製，商品名「EC-100」，平均粒徑：190 μm）、0.1份之做為纖維狀碳材料的碳奈米結構體的易分散性聚集體、50份之做為樹脂的在常溫常壓下為液態的熱塑性氟樹脂（DAIKIN工業公司製，商品名「DAI-EL（註冊商標）G-101」），在80℃持續攪拌混合30分鐘而得到混合物。接下來，將所得之混合物投入Wonder Crush/Mill（大阪化學股份有限公司（OSAKA CHEMICAL Co.,Ltd.）製，商品名「D3V‐10」），持續進行壓碎1分鐘。除此之外，與實施例1同樣地進行而製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。結果如表1-3所示。

以下將說明實施例8。

在準備複合混合物的步驟中，將做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨的摻合量變更為220份。並且，將樹脂變更為在常溫常壓下為固態的熱塑性的腈橡膠（日本瑞翁公司製，商品名「Nipol（註冊商標）DN3335」，慕尼黏度：35.0 ML₁₊₄ ，100℃）。除此之外，與實施例1同樣地進行而製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。結果如表1-3所示。

以下將說明實施例9。

在準備複合混合物的步驟中，將做為粒子狀碳材料的膨脹化石墨的摻合量變更為160份。將樹脂變更為在常溫常壓下為固態的熱塑性的矽氧樹脂（信越化學工業製，商品名「KE‐931‐U」，慕尼黏度：18.0 ML₁₊₄ ，100℃），除此之外，與實施例1同樣地進行而製造熱傳導片材。接下來，進行與實施例1相同的各種量測。結果如表1-3所示。

表1-1

表1-2

＊：G-704BP値表1-3

由表1-1、表1-2及表1-3可知，加壓所致之應力鬆弛率為85%以下之指定構造的熱傳導片材，其厚度方向的熱傳導率優異。

依據本發明，可提供壓縮變形耐受性以及厚度方向的熱傳導性優異的熱傳導片材。

無

無。

Claims

一種熱傳導片材，包括：多個熱傳導片材半成品，該些熱傳導片材半成品含有一粒子狀碳材料及一樹脂成分，該樹脂成分包含一種或多種樹脂，該些熱傳導片材半成品相對於該熱傳導片材的厚度方向而在橫斷方向堆疊，其中，該熱傳導片材因加壓所致之應力鬆弛率為85%以下，該樹脂中之至少一種樹脂的慕尼黏度為18(ML₁₊₄，100℃)以上且90(ML₁₊₄，100℃)以下。
如請求項1所述之熱傳導片材，其中該熱傳導片材之ASKER C硬度為70以下。
如請求項1或2所述之熱傳導片材，其中該樹脂成分包含具熱塑性之一種或多種樹脂。
如請求項1所述之熱傳導片材，其中該樹脂成分中之至少一種樹脂為在常溫常壓下為固態且ASKER C硬度為70以下的樹脂。
如請求項1所述之熱傳導片材，其中該粒子狀碳材料的含有比例為25體積%以上。
如請求項1所述之熱傳導片材，其中該樹脂成分中之至少一種樹脂為在常溫常壓下為液態的樹脂。