TWI762688B - 熱傳導性樹脂成型品 - Google Patents

熱傳導性樹脂成型品 Download PDF

Info

Publication number
TWI762688B
TWI762688B TW107126354A TW107126354A TWI762688B TW I762688 B TWI762688 B TW I762688B TW 107126354 A TW107126354 A TW 107126354A TW 107126354 A TW107126354 A TW 107126354A TW I762688 B TWI762688 B TW I762688B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
thermally conductive
conductive filler
filler
sheet
resin molded
Prior art date
Application number
TW107126354A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201910131A (zh
Inventor
山浦考太郎
向史博
細川祐希
Original Assignee
日商阪東化學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商阪東化學股份有限公司 filed Critical 日商阪東化學股份有限公司
Publication of TW201910131A publication Critical patent/TW201910131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI762688B publication Critical patent/TWI762688B/zh

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38Boron-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/20Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/267Magnesium carbonate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

一種熱傳導性樹脂成型品,包含樹脂與熱傳導性填料,所述熱傳導性填料包括第1熱傳導性填料及具有較所述第1熱傳導性填料小的粒徑的第2熱傳導性填料,所述熱傳導性樹脂成型品中,所述熱傳導性填料的含量為30體積%~50體積%,所述第1熱傳導性填料為具有30 μm以上的粒徑及10以上的縱橫比的包含氮化硼的填料,所述第1熱傳導性填料的含量為5體積%~20體積%,且所述第2熱傳導性填料為包含氮化硼以外的材質的填料。

Description

熱傳導性樹脂成型品
本發明是有關於一種熱傳導性樹脂成型品。
近年來,電子設備的高密度化·薄型化快速發展,自積體電路(integrated circuit,IC)或功率零件、高亮度發光二極體(light-emitting diode,LED)所產生的熱的影響成為重大問題。針對該問題,例如正在推進利用片(sheet)狀的熱傳導性樹脂成型品作為效率良好地傳遞晶片等發熱體與散熱體之間的熱的構件。 此處,作為對樹脂成型品賦予高的熱傳導性的方法,已知為了效率良好地形成熱傳導路徑(path)而使熱傳導性填料配向並分散於樹脂中。
專利文獻1中提出有如下的製造方法:一面將包含樹脂及/或橡膠與氮化硼的鱗片狀粒子的混煉物擠出成型為多個帶狀塑化物,一面利用唇部(lip)將該些收集並加以片材化之後使其硬化,或者一面進行片材化一面使其硬化。 專利文獻2中提出有一種如下的熱傳導性成形體來作為熱傳導性成形體,所述熱傳導性成形體的特徵在於,將含有50體積%~75體積%的熱傳導性填料而成的矽酮積層體自積層方向切斷,其中,所述熱傳導性填料包含平均粒徑不同的2種氮化硼粉末(A)及氮化硼粉末(B)。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開平08-244094號公報 專利文獻2:日本專利特開2010-260225號公報
[發明所欲解決之課題] 所述專利文獻1、專利文獻2中記載的具有熱傳導性的樹脂成型品較佳地採用氮化硼製的填料作為熱傳導性填料。氮化硼製的填料具有容易賦予優異的熱傳導性的優點。然而,氮化硼昂貴,於如所述專利文獻1、專利文獻2般含有大量氮化硼製的填料的情況下,難以廉價地提供具有熱傳導性的樹脂成型品。 另一方面,於僅使用氮化硼製的填料作為熱傳導性填料的情況下,若填料的含量少,則難以使該填料配向。其結果,存在如下課題:所製作的樹脂成型品雖然使用氮化硼製的填料,但熱傳導性差。
本發明是鑒於此種課題而成,目的在於提供一種具有優異的熱傳導性且可廉價地製造的熱傳導性樹脂成型品。 [解決課題之手段]
(1)本發明的熱傳導性樹脂成型品包含樹脂與熱傳導性填料,所述熱傳導性填料包括第1熱傳導性填料及具有較所述第1熱傳導性填料小的粒徑的第2熱傳導性填料,所述熱傳導性樹脂成型品的特徵在於, 所述熱傳導性填料的含量為30體積%~50體積%, 所述第1熱傳導性填料為具有30 μm以上的粒徑及10以上的縱橫比的包含氮化硼的填料, 所述第1熱傳導性填料的含量為5體積%~20體積%,且 所述第2熱傳導性填料為包含氮化硼以外的材質的填料。
本發明的熱傳導性樹脂成型品將熱傳導性填料的總含量的上限抑制為50體積%,並且分別含有規定量的包含氮化硼的第1熱傳導性填料、及包含氮化硼以外的材質且粒徑較第1熱傳導性填料小的第2熱傳導性填料。 因此,根據所述熱傳導性樹脂成型品,即便包含氮化硼的第1熱傳導性填料的含量少,亦能夠使所述第1熱傳導性填料配向,所述熱傳導性樹脂成型品的熱傳導性優異。 另外,可廉價地提供所述熱傳導性樹脂成型品。
(2)所述熱傳導性樹脂成型品中,所述第2熱傳導性填料的粒徑較佳為3 μm~20 μm。 該情況下,所述第2熱傳導性填料適合介於第1熱傳導性填料彼此之間並提高所述熱傳導性樹脂成型品的熱傳導性,且亦適合在熱傳導性樹脂成型品的製造步驟中使第1熱傳導性填料配向。
(3)所述熱傳導性樹脂成型品中,所述第2熱傳導性填料較佳為包含氧化鎂或碳酸鎂。 該情況下,所述第2熱傳導性填料適合介於第1熱傳導性填料彼此之間並提高所述熱傳導性樹脂成型品的熱傳導性,且適合廉價地提供熱傳導性樹脂成型品。 [發明的效果]
本發明的熱傳導性樹脂成型品具有優異的熱傳導性。 另外,可廉價地提供所述熱傳導性樹脂成型品。
以下對本發明的實施形態進行說明。 本發明中,所謂「熱傳導性樹脂成型品」,是包含將原料組成物成型而製作的塊狀物、及將該塊狀物切斷所得的切斷物(包含切片而成的片狀物)中的任一者的概念。 本實施形態中,以熱傳導性片為例來說明熱傳導性樹脂成型品的實施形態。
圖1是示意性地表示本發明的實施形態的熱傳導性片的剖面圖,且為與所述熱傳導性片的厚度方向平行的剖面圖。再者,圖1為示意圖,各構件(特別是第1熱傳導性填料及第2熱傳導性填料)並未準確地反映出實際尺寸。 本實施形態的熱傳導性片1是配置於IC晶片等發熱構件與散熱器(heat sink)等散熱構件之間,使其中一面接觸發熱構件並使另一面接觸散熱構件來使用。
如圖1所示,熱傳導性片1具有基質成分2、與第1熱傳導性填料4及第2熱傳導性填料5,第1熱傳導性填料4於熱傳導性片1的大致厚度方向(圖1中為上下方向)上配向。熱傳導性片1中,由第1熱傳導性填料4及第2熱傳導性填料5所形成的熱傳導路徑形成於熱傳導性片1的大致厚度方向。因而,熱傳導性片1的厚度方向上的熱傳導性優異。 再者,所述熱傳導性片中,將熱傳導性填料以外的成分統稱為基質成分。
熱傳導性片1是對基質成分2中的第1熱傳導性填料4於其面方向上配向分散的薄樹脂片在沿垂直方向折疊的狀態下經密接而成的塊狀物以片狀進行切片(slice)而成者。亦存在此種熱傳導性片1於大致厚度方向上形成有熔接線6的情況。
基質成分2至少含有樹脂(包含橡膠)。 所述樹脂可適宜選擇現有公知的各種樹脂來使用。 具體而言,例如可使用聚乙烯、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、聚偏二氟乙烯或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(Acrylonitrile Butadiene Styrene,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。 另外,例如可使用苯乙烯-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。 進而,例如亦能夠使用矽酮橡膠、丙烯酸橡膠、丁基橡膠、氟橡膠、腈橡膠、氫化腈橡膠等。 該些可單獨使用,亦可併用2種以上。 該些中,就製成成型體時的柔軟性、形狀追隨性、接觸電子零件時與發熱面的密接性、及耐熱性優異的方面而言,較佳為矽酮橡膠。
所述矽酮橡膠可列舉具有矽酮骨架的高分子(矽酮)交聯而成者。 此處,矽酮的交聯可為過氧化物交聯,亦可為加成反應型的交聯,但較佳為過氧化物交聯。因為藉由過氧化物交聯而交聯所得的矽酮橡膠的耐熱性優異。
所述矽酮橡膠例如較佳為使側鏈全部為甲基且不包含不飽和基的矽酮與側鏈(亦包含末端)的一部分具有乙烯基的矽酮的混合物進行過氧化物交聯而成者。 此時,所述側鏈的一部分具有乙烯基的矽酮亦能夠視為針對所述側鏈全部為甲基且不包含不飽和基的矽酮而言的交聯劑。
作為所述側鏈的一部分具有乙烯基的矽酮的具體例,例如可列舉:分子鏈兩末端二甲基乙烯基矽烷氧基封鎖二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端甲基苯基乙烯基矽烷氧基封鎖二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端二甲基乙烯基矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷·甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基乙烯基矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷·甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端三甲基矽烷氧基封鎖二甲基矽氧烷·甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端二甲基乙烯基矽烷氧基封鎖甲基(3,3,3-三氟丙基)聚矽氧烷、分子鏈兩末端矽醇基封鎖二甲基矽氧烷·甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端矽醇基封鎖二甲基矽氧烷·甲基乙烯基矽氧烷·甲基苯基矽氧烷共聚物等。該些可單獨使用,亦可併用2種以上。
作為進行所述過氧化物交聯時的有機過氧化物,例如可列舉:過氧化苯甲醯、過氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧化)己烷、二-第三丁基過氧化物、第三丁基過苯甲酸酯等。該些可單獨使用,亦可併用2種以上。 進而,交聯時亦可併用交聯促進劑或交聯促進助劑。
基質成分2除所述樹脂外,如所述般,亦可含有交聯劑、交聯促進劑、交聯促進助劑。另外,基質成分2亦可含有增強劑、填充劑、軟化劑、塑化劑、抗老化劑、黏著賦予劑、抗靜電劑、揉合接著劑、阻燃劑、偶合劑等一般的添加劑。
熱傳導性片1含有第1熱傳導性填料4、與粒徑較第1熱傳導性填料4小的第2熱傳導性填料5作為2種熱傳導性填料。 第1熱傳導性填料4包含氮化硼(boron nitride,BN)。因此,熱傳導性片1具有優異的熱傳導性。 第1熱傳導性填料4只要具有規定的粒徑及縱橫比,則其形狀並無特別限定。第1熱傳導性填料4的具體形狀例如可列舉:鱗片狀、板狀、膜狀、纖維狀、圓柱狀、稜柱狀、橢圓狀、扁平形狀等。 該些形狀中較佳為鱗片狀。原因在於,由於為高縱橫比且於面方向上具有各向同性的導熱率,因此於使鱗片狀的熱傳導性填料配向的情況下,成型品的導熱率變高。
第1熱傳導性填料4的粒徑為30 μm以上。若所述粒徑未滿30 μm,則存在難以形成熱傳導路徑且熱傳導性差的情況。 另一方面,就製作熱傳導性樹脂成型品時的加工性的觀點而言,第1熱傳導性填料4的粒徑的較佳上限為100 μm。
第1熱傳導性填料4的縱橫比為10以上。該情況下,粒徑較第1熱傳導性填料4小的第2熱傳導性填料5分散於第1熱傳導性填料4的間隙中且容易形成熱傳導路徑,另外,第1熱傳導性填料4容易於基質成分2中配向。
另一方面,第1熱傳導性填料4的縱橫比的上限較佳為100。該情況下,容易將第1熱傳導性填料填充於熱傳導性樹脂成型品中,另外,製作熱傳導性樹脂成型品時的加工性亦優異。
本發明中,熱傳導性填料的所謂「粒徑」,是粒度分佈測定中的平均粒徑這一概念。所述平均粒徑是藉由雷射繞射散射法(裝置:麥奇克拜爾(Microtrac-Bel)股份有限公司製造的麥奇克(Microtrac)MT3300EXII)測定所得者。
另外,本發明中,熱傳導性填料的「縱橫比」是長徑相對於短徑之比的平均值這一概念。所述縱橫比是自藉由掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)所拍攝的圖像中任意選擇200個以上的粒子,求出各自的長徑與短徑之比並算出平均值。此處,關於長徑及短徑,於各粒子的觀察圖像中,將最長部分的長度設為長徑,將穿過該長徑的中點且與該長徑正交的部分的長度設為短徑。
第2熱傳導性填料5具有較第1熱傳導性填料小的粒徑,且包含氮化硼以外的材質。
第2熱傳導性填料5只要為包含氮化硼以外的材質且具有熱傳導性者即可。作為第2熱傳導性填料5的具體例,例如可列舉包含石墨、碳纖維、碳奈米管(Carbon Nano Tube,CNT)、雲母、礬土、氮化鋁、碳化矽、矽土、氧化鋅、氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、二硫化鉬、銅、鋁等的填料。
該些中,較佳為包含氧化鎂的熱傳導性填料、及包含碳酸鎂的熱傳導性填料。原因在於,其適合介於第1熱傳導性填料4彼此之間並提高熱傳導性片1的熱傳導性,且適合廉價地提供熱傳導性片1。
第2熱傳導性填料5的形狀並無特別限定,具體的形狀例如可列舉:球狀、鱗片狀、板狀、膜狀、圓柱狀、稜柱狀、橢圓狀、扁平形狀等。 第2熱傳導性填料5的形狀較佳為球狀、鱗片狀。原因在於,該情況下,容易於第1熱傳導性填料4間形成熱傳導路徑,另外,適合使第1熱傳導性填料4配向。
第2熱傳導性填料5的粒徑只要較第1熱傳導性填料4的粒徑小,則無特別限定,但較佳為3 μm~20 μm。 若第2熱傳導性填料5的粒徑處於所述範圍,則更加適合介於第1熱傳導性填料4彼此之間並形成熱傳導路徑,以及使第1熱傳導性填料4配向。進而,若第2熱傳導性填料5的粒徑處於所述範圍,則適合抑制熱傳導性片1的表面粗糙度,並減小與發熱構件或散熱構件接觸時的接觸熱阻(熱傳導性片1表面的熱阻)。 另一方面,若第2熱傳導性填料5的粒徑超過20 μm,則第1熱傳導性填料4變得難以配向,從而存在熱傳導性片1的熱傳導性差的情況。 另外,於第2熱傳導性填料5的粒徑未滿3 μm的情況下,根據第2熱傳導性填料5的材質,有時熱傳導性片1的熱傳導性差。例如,於第2熱傳導性填料5的材質為氧化鎂或碳酸鎂的情況下,於熱傳導性片1的製造過程中,存在產生第2熱傳導性填料5的發泡的情況,若產生此種發泡,則存在所製造的熱傳導性片1的熱傳導性下降的情況。
第2熱傳導性填料5的粒徑更佳為5μm~20μm,進而佳為5μm~15μm,尤佳為5μm~10μm。
第2熱傳導性填料5的縱橫比的上限較佳為100。原因在於,容易將第2熱傳導性填料填充於熱傳導性樹脂成型品中,另外,製作熱傳導性樹脂成型品時的加工性亦優異。
第2熱傳導性填料5的縱橫比的下限並無限定,第2熱傳導性填料5的縱橫比只要為1以上即可。
第2熱傳導性填料5的粒徑及縱橫比各自的測定方法與第1熱傳導性填料4的粒徑及縱橫比的測定方法相同。
熱傳導性片1中的熱傳導性填料的含量(熱傳導性填料的總含量)為30體積%~50體積%。
若所述熱傳導性填料的總含量未滿30體積%,則無法確保充分的熱傳導性。另外,若所述含量超過50體積%,則製作熱傳導性樹脂成型品時的加工性變差,且難以廉價地提供具有熱傳導性的樹脂成型品。
熱傳導性片1中的第1熱傳導性填料4的含量為5體積%~20體積%。該情況下,可使第1熱傳導性填料配向並確保熱傳導性。
另一方面,若第1熱傳導性填料4的含量未滿5體積%,則即便使第1熱傳導性填料配向,亦無法確保充分的熱傳導性。另外,若所述含量超過20體積%,則難以廉價地提供熱傳導性樹脂成型品。
熱傳導性片1中的第2熱傳導性填料5的含量較佳為10體積%~45體積%。 若第2熱傳導性填料5的含量未滿10體積%,則成型時難以使第1熱傳導性填料配向。另一方面,若第2熱傳導性填料5的含量超過45體積%,則第1熱傳導性填料的含量變得過少,從而無法確保充分的熱傳導性。 第2熱傳導性填料5的含量更佳為20體積%~45體積%。
本實施形態的熱傳導性片1含有第1熱傳導性填料4及第2熱傳導性填料5作為熱傳導性填料。此處,第1熱傳導性填料4的粒徑D1與第2熱傳導性填料5的粒徑D2具有D1>D2的關係。 再者,熱傳導性片1於無損本發明的效果的範圍內,亦可含有第1熱傳導性填料4及第2熱傳導性填料5以外的熱傳導性填料。
熱傳導性片1的厚度並無特別限定,例如為0.1 mm~3.0 mm左右。 該情況下,熱傳導性片1於電氣零件或汽車零件等中,可適宜地作為於發熱構件與散熱構件之間效率良好地傳遞熱的構件而使用。
繼而,一面參照圖式一面對製造本實施形態的熱傳導性片的方法進行說明。 圖2是示意性地表示本發明的實施形態的熱傳導性片的製造中所使用的擠出機的圖。圖2中示出擠出機100的前端部分及T型模頭的剖面概略圖。 投入至擠出機100中的包含熱傳導性填料的原料組成物藉由螺桿8加以攪拌·混煉,並沿著流路10被導入至第1間隙(gap)12中。
投入至擠出機100中的原料組成物首先藉由第1間隙12而於上下方向(厚度方向)上被絞入並成為薄的帶狀。當通過第1間隙12時,剪切力作用於原料組成物,混合於原料組成物中的第1熱傳導性填料於原料組成物的流動方向上配向。因而,通過第1間隙12而成形的厚度薄的樹脂片前驅物中,至少第1熱傳導性填料於該樹脂片前驅物的面方向上配向。 另外,於第2熱傳導性填料為具有可配向的形狀的填料的情況下,該第2熱傳導性填料於通過第1間隙12時在與第1熱傳導性填料相同的方向上配向。
第1間隙12的縫隙(圖2中為上下方向的尺寸)較佳為0.1 mm以上且5.0 mm以下。若第1間隙12的縫隙小於0.1 mm,則有時擠出壓力不必要地上升,進而導致發生樹脂堵塞。另一方面,若第1間隙12的縫隙大於5.0 mm,則有時熱傳導性填料相對於所述薄樹脂片前驅物的面方向的配向度減少。
第1熱傳導性填料於面方向上配向的所述薄樹脂片前驅物若完全通過第1間隙12,則限定於擠出方向的片的流動方向得到釋放,該流動方向變化成相對於擠出方向而大致垂直的方向。其原因在於,通過第1間隙12後的流路10的剖面積擴大,流路10的上下方向的長度變長。 片的流動方向變化成相對於擠出方向而大致垂直的方向的所述薄樹脂片前驅物於完全通過第1間隙12後,進而朝向第2間隙14被擠出。其結果,第2間隙14內的樹脂片前驅物成為所述薄樹脂片前驅物經積層的狀態。此時,第1熱傳導性填料的大部分於第2間隙14內的樹脂片前驅物的厚度方向(圖2中為上下方向)上配向。 其後,視需要以規定的條件對樹脂片前驅物進行加熱,藉此進行交聯,進而視需要於與厚度方向垂直的方向上對樹脂片前驅物進行切片加工。經過此種步驟而製造熱傳導性片1。
此處,第2間隙14的縫隙較佳為第1間隙12的縫隙的2倍以上且20倍以下。於第2間隙14的縫隙小於第1間隙12的縫隙的2倍的情況下,有時第1熱傳導性填料4不於熱傳導性片1的厚度方向上配向。另外,於第2間隙14的縫隙大於第1間隙12的縫隙的20倍的情況下,容易發生樹脂片前驅物局部亂流的狀況,其結果,有時導致於熱傳導性片1的厚度方向上配向的第1熱傳導性填料4的比例減少。 第2間隙14的縫隙更佳為第1間隙12的縫隙的2倍以上且10倍以下。 另外,就所述樹脂片前驅物容易於流路10的上下方向上均等地流動的觀點而言,較佳為第1間隙12中的厚度方向的中心與第2間隙14中的厚度方向的中心於厚度方向上處於大致相同的位置。
與第1間隙12相連的開口部的形狀並無特別規定,但較佳為將上游側的開口部的側面(上下表面)設為傾斜面以使得壓力損失少,關於下游側的開口部的側面(上下表面),為了使熱傳導性填料效率良好地於樹脂片的厚度方向上配向,理想為調整傾斜角度(擠出方向與傾斜面所成的角度)。該傾斜角度例如可設為10°~50°,進而較佳為20°~25°。 另外,與第1間隙12相連的開口部無需上下均具有傾斜,亦可僅其中任一者具有傾斜。 再者,第1間隙12及第2間隙14的縱深(即,圖2中與紙面大致垂直的方向上的第1間隙12及第2間隙14的縫隙)遍及T型模頭整體大致相同。另外,所述第1間隙及所述第2間隙的縱深尺寸並無特別規定,可根據樹脂片的製品寬度而進行各種設計變更。
本發明的實施形態的熱傳導性片亦能夠藉由下述製造方法來製造。 即,亦可藉由以下方法製作:製備了用以製造熱傳導性片的原料組成物之後,使用該原料組成物並利用先前公知的方法製作多片至少第1熱傳導性填料於面方向上配向的片狀物,將該片狀物積層多片而製成塊狀物之後,自相對於所述第1熱傳導性填料所配向的方向而垂直的方向對所述塊狀物(片狀物的積層體)進行切割(cut)。於利用該方法製造熱傳導性片的情況下,視需要亦可於適當的時機實施交聯處理。 另外,利用此種方法製造的熱傳導性片亦成為第1熱傳導性填料於熱傳導性片的大致厚度方向上配向的、熱傳導性優異的片。 [實施例]
繼而,基於實施例來進一步對本發明進行詳細說明,但本發明並非僅限定於所述實施例。 (實施例1) 以表1記載的調配,於樹脂成分中利用2根輥將交聯劑以及第1熱傳導性填料與第2熱傳導性填料(以下亦將全部彙總稱作原料成分)揉合,獲得帶狀片(ribbon sheet)(作為前驅物的組成物)。 所述樹脂成分使用矽酮橡膠「東麗道康寧(Toray Dow Corning)公司製造的DY321005U」、及塑化劑(信越化學工業公司製造的矽油(silicone oil):KF-96-3000CS)。 所述交聯劑使用東麗道康寧(Toray Dow Corning)公司製造的「MR-53」及「RC-4 50P FD」。表1中示出其合計含量。 所述第1熱傳導性填料使用包含氮化硼的填料(鄧卡(Denka)股份有限公司製造的「XGP」(鱗片狀、粒徑35 μm、縱橫比約30))。 所述第2熱傳導性填料使用包含碳酸鎂的填料(立方體狀、粒徑6 μm、縱橫比約1(神島化學工業股份有限公司製造))。
繼而,針對所製作的帶狀片,於如圖2所示的橡膠用短軸擠出機100中,使用具有1 mm的第一間隙及10 mm的第二間隙的垂直配向模具(模口),製作第1熱傳導性填料(鱗片狀氮化硼)於厚度方向上配向的厚度10 mm的片,並於170℃下對該片實施30分鐘的交聯處理。與厚度方向垂直地對交聯處理後的該片進行切片加工,從而製作熱傳導性片1作為厚度500 μm的熱傳導性樹脂成型品。
(實施例2) 除了以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例1同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例3) 除了第2熱傳導性填料使用包含碳酸鎂的填料(立方體狀、粒徑15 μm、縱橫比約1(神島化學工業股份有限公司製造)),且以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例1同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例4) 除了以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例1同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例5) 除了第2熱傳導性填料使用包含氧化鎂的填料(堺化學工業股份有限公司製造的「SMO」(球狀、粒徑10 μm、縱橫比約1)),且以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例1同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例6) 除了以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例5同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例7) 除了第2熱傳導性填料使用包含碳酸鎂的填料(立方體狀、粒徑26 μm、縱橫比約1(神島化學工業股份有限公司製造)),且以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例1同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例8) 除了以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例3同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例9) 除了以表1所示般變更原料成分的調配量以外,與實施例1同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例10) 除了第2熱傳導性填料使用包含碳酸鈣的填料(丸尾鈣股份有限公司製造的「輕質碳酸鈣」(球狀、粒徑6 μm、縱橫比約1))以外,與實施例7同樣地製作熱傳導性片1。
(實施例11) 除了第2熱傳導性填料使用包含氧化鎂的填料(神島化學工業股份有限公司製造的「斯塔瑪格MSL」(球狀、粒徑9 μm、縱橫比1))以外,與實施例7同樣地製作熱傳導性片1。
(比較例1、比較例2) 除了以表1所示般變更原料成分的調配量(未使用第2熱傳導性填料)以外,與實施例1同樣地製作熱傳導性片1。
[評價試驗] (1)硬度 作為所獲得的熱傳導性樹脂片的硬度,測定阿斯克(Asker)C硬度。將結果示於表1。 (2)熱阻 使用蒂姆測試儀(TIM TESTER)1300以3水準的測定壓力(0.1 MPa、0.3 MPa及0.5 MPa)對所獲得的熱傳導性樹脂片的厚度方向的熱阻進行測量。將測量所得的值示於表1。再者,該測定藉由穩態法並依據美國標準美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Materials,ASTM)D5470。將結果示於表1。
[表1]
Figure 107126354-A0304-0001
由表1所示的結果而明確到,根據本發明的實施形態,可提供一種減少昂貴的BN的使用量且熱阻值低的熱傳導性樹脂片。
1‧‧‧熱傳導性片2‧‧‧基質成分4‧‧‧第1熱傳導性填料5‧‧‧第2熱傳導性填料6‧‧‧熔接線8‧‧‧螺桿10‧‧‧流路12‧‧‧第1間隙14‧‧‧第2間隙100‧‧‧擠出機
圖1是示意性地表示本發明的實施形態的熱傳導性片的剖面圖。 圖2是示意性地表示本發明的實施形態的熱傳導性片的製造中所使用的擠出機的圖。
1‧‧‧熱傳導性片
2‧‧‧基質成分
4‧‧‧第1熱傳導性填料
5‧‧‧第2熱傳導性填料
6‧‧‧熔接線

Claims (3)

  1. 一種熱傳導性樹脂成型品,包含樹脂與熱傳導性填料,所述熱傳導性填料包括第1熱傳導性填料及具有較所述第1熱傳導性填料小的粒徑的第2熱傳導性填料,所述熱傳導性樹脂成型品的特徵在於,所述樹脂為矽酮橡膠,所述熱傳導性填料的含量為30體積%~50體積%,所述第1熱傳導性填料為具有30μm以上的粒徑及10以上的縱橫比的包含氮化硼的填料,所述第1熱傳導性填料的含量為5體積%~20體積%,且所述第2熱傳導性填料為包含氮化硼以外的材質的填料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的熱傳導性樹脂成型品,其中,所述第2熱傳導性填料的粒徑為3μm~20μm。
  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型品,其中,所述第2熱傳導性填料為包含氧化鎂或碳酸鎂的填料。
TW107126354A 2017-07-31 2018-07-30 熱傳導性樹脂成型品 TWI762688B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017148266 2017-07-31
JP2017-148266 2017-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201910131A TW201910131A (zh) 2019-03-16
TWI762688B true TWI762688B (zh) 2022-05-01

Family

ID=65233781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107126354A TWI762688B (zh) 2017-07-31 2018-07-30 熱傳導性樹脂成型品

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6490877B1 (zh)
CN (1) CN110945082B (zh)
DE (1) DE112018003897B4 (zh)
TW (1) TWI762688B (zh)
WO (1) WO2019026745A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022064582A (ja) * 2020-10-14 2022-04-26 矢崎総業株式会社 熱伝導シート、電子機器及び車載装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09296114A (ja) * 1996-04-30 1997-11-18 Denki Kagaku Kogyo Kk シリコーンゴム組成物およびその用途
JP2012229315A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物および成形体
JP2013127035A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Two-One:Kk 電気絶縁性・難燃性・機械的性質・柔軟性に優れ、回路接点不良を生じない熱伝導性ゴム組成物及び該ゴム組成物からなる成形物、シート及びその製造方法。
CN103333494A (zh) * 2013-05-28 2013-10-02 东莞上海大学纳米技术研究院 一种导热绝缘硅橡胶热界面材料及其制备方法
TW201629148A (zh) * 2014-12-08 2016-08-16 日立化成股份有限公司 環氧樹脂組成物、樹脂薄片、預浸體、附有樹脂的金屬箔、金屬基板、及電力半導體裝置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07157664A (ja) * 1993-12-03 1995-06-20 Fuji Kobunshi Kogyo Kk 熱伝導性シリコーンゴムシート及びその製造方法
JP3698451B2 (ja) 1995-03-13 2005-09-21 電気化学工業株式会社 シートの製造方法
JP5405890B2 (ja) 2009-05-01 2014-02-05 電気化学工業株式会社 熱伝導性成形体とその用途
JP5312437B2 (ja) * 2010-12-07 2013-10-09 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物および成形体
JP2012144626A (ja) * 2011-01-11 2012-08-02 Daicel Corp 熱伝導性樹脂組成物及び熱伝導性シート
JP2012229317A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Nitto Denko Corp 透明熱伝導性組成物
CN102816438A (zh) 2011-06-06 2012-12-12 日东电工株式会社 有机硅树脂组合物以及导热片
JP6161875B2 (ja) * 2011-09-14 2017-07-12 株式会社日本触媒 熱伝導性材料
JP6375140B2 (ja) * 2014-04-30 2018-08-15 日東電工株式会社 熱伝導性ポリマー組成物及び熱伝導性成形体
JP6200119B1 (ja) * 2016-02-01 2017-09-20 バンドー化学株式会社 熱伝導性樹脂成形品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09296114A (ja) * 1996-04-30 1997-11-18 Denki Kagaku Kogyo Kk シリコーンゴム組成物およびその用途
JP2012229315A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物および成形体
JP2013127035A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Two-One:Kk 電気絶縁性・難燃性・機械的性質・柔軟性に優れ、回路接点不良を生じない熱伝導性ゴム組成物及び該ゴム組成物からなる成形物、シート及びその製造方法。
CN103333494A (zh) * 2013-05-28 2013-10-02 东莞上海大学纳米技术研究院 一种导热绝缘硅橡胶热界面材料及其制备方法
TW201629148A (zh) * 2014-12-08 2016-08-16 日立化成股份有限公司 環氧樹脂組成物、樹脂薄片、預浸體、附有樹脂的金屬箔、金屬基板、及電力半導體裝置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112018003897T5 (de) 2020-04-16
CN110945082B (zh) 2021-04-13
WO2019026745A1 (ja) 2019-02-07
DE112018003897B4 (de) 2022-12-29
JP6490877B1 (ja) 2019-03-27
JPWO2019026745A1 (ja) 2019-08-08
TW201910131A (zh) 2019-03-16
CN110945082A (zh) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI745346B (zh) 熱傳導性樹脂成型品
CN106575644B (zh) 热传导性树脂成形品
JP6382927B2 (ja) 樹脂成形品の製造方法
JP6552572B2 (ja) 熱伝導性樹脂成形品
CN107871721A (zh) 导热性片材及其制备方法、以及半导体装置
WO2020149335A1 (ja) 熱伝導性シート
TWI762688B (zh) 熱傳導性樹脂成型品
TW201842150A (zh) 熱傳導性片
JP2020126972A (ja) 熱伝導性シート
JP7499641B2 (ja) 熱伝導性シート
US20240117148A1 (en) Thermally conductive sheet, thermally conductive sheet supply form, thermally conductive sheet precursor, and method for manufacturing thermally conductive sheet
JP7137365B2 (ja) 熱伝導性シート
JP2022182791A (ja) 熱伝導性シート、及び熱伝導性シートの製造方法