WO2017135237A1 - 熱伝導性樹脂成型品 - Google Patents

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WO2017135237A1
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thermally conductive
conductive filler
resin
particle size
gap
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史博 向
考太郎 山浦
内藤　寛樹
迫　康浩
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バンドー化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a thermally conductive resin molded article, and more specifically to a thermally conductive resin molded article having excellent thermal conductivity in the thickness direction, which can be mass-produced at low cost.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-102355
  • a heat conductive sheet comprising a matrix component containing a heat conductive filler whose surface is coated with a coupling agent, the heat conductive filler
  • An anisotropic heat conductive sheet in which is oriented and distributed in the thickness direction is disclosed.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-174127
  • a heat conductive fiber obtained by coating an electrically insulating material on the surface of a conductive heat conductive fiber is arranged in the thickness direction of a sheet made of an organic polymer.
  • An anisotropic heat transfer sheet characterized by being oriented by electrostatic flocking is disclosed.
  • thermally conductive filler that can be used and the volume filling rate thereof are limited, so that the obtained thermal conductivity is not sufficient, and the heat dissipation characteristics required for various electronic devices are completely satisfied. There was no problem.
  • the object of the present invention is to reduce the internal thermal resistance by high filling and reduce the interfacial thermal resistance by improving cutting accuracy, which can be mass-produced at low cost.
  • An object of the present invention is to provide a thermally conductive resin molded product that exhibits a resistance value.
  • the present inventor used a heat conductive filler having an average particle size different in size.
  • the inventors have found that it is effective to align the aspect ratio of the heat conductive filler having an average particle diameter within a specific range and substantially in the thickness direction, and have reached the present invention.
  • a thermally conductive filler comprising a resin and a second thermally conductive filler having a particle size smaller than the first thermally conductive filler and the first thermally conductive filler;
  • the first thermally conductive filler has an aspect ratio of 10 or more and is oriented in a substantially thickness direction of the thermally conductive resin molded product,
  • the resin is a silicone resin, acrylic rubber or fluororubber;
  • the second thermally conductive filler has a thermal conductivity greater than 5 W / mK;
  • a thermally conductive resin molded product characterized by the above is provided.
  • the volume filling rate of the heat conductive filler in the heat conductive resin molded product is preferably 10 to 80% by volume, and more preferably 40 to 60% by volume.
  • the weld line of the resin is formed in a substantially thickness direction of the thermally conductive resin molded product.
  • the weld line is formed in the substantially thickness direction of the thermally conductive molded product means that the thermally conductive molded product is formed of a number of resin molded products that are folded and welded in the vertical direction. Means.
  • the weld line is not necessarily a complete straight line, and may be curved in an arc shape, or may be partially discontinuous.
  • the “thermally conductive resin molded product” in the present invention is any of a block-like product after extrusion molding or a cut product (including a sliced sheet-like product) obtained by appropriately cutting the block-like product. It is a concept that includes. Further, the “particle size” of the thermally conductive filler is a concept of an average particle size in the particle size distribution measurement, and is measured by a method called laser diffraction scattering method.
  • a thermally conductive resin molded product that can be mass-produced at low cost and that exhibits low thermal resistance by reducing internal thermal resistance by high filling and reducing interfacial thermal resistance by improving cut accuracy. Can be provided.
  • thermally conductive resin molded product of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
  • the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
  • drawings are for conceptually explaining the present invention, the dimensions and ratios of the components shown may be different from the actual ones.
  • the thermally conductive resin sheet of the present embodiment includes a resin and a thermally conductive filler including a first thermally conductive filler and a second thermally conductive filler having a particle size smaller than the first thermally conductive filler.
  • the first thermally conductive filler has an aspect ratio of 10 or more and is oriented in a substantially thickness direction of the thermally conductive resin sheet, and the resin is silicone resin, acrylic rubber or fluororubber.
  • the thermally conductive resin sheet of the present embodiment includes a first thermally conductive filler, a second thermally conductive filler having a particle size smaller than the first thermally conductive filler, and a thermally conductive filler. That is, the particle size D 1 of the first thermally conductive filler, and the particle diameter D 2 of the second thermally conductive filler, have a relationship of D 1> D 2.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the manufacturing method of the heat conductive resin sheet of the present embodiment, and shows a schematic cross-sectional view of a tip portion of an extruder and a T die.
  • the T-die of the extruder has at least one of a first gap in a continuous vertical gap X, a second gap in a vertical gap Y, and an upper and lower side surface of a flow path between the first gap and the second gap. Have an inclined surface.
  • the resin composition containing the thermally conductive filler is stirred and kneaded by the screw 2 and introduced into the first gap 4 (gap X) along the flow path 8.
  • the flow of the resin composition is squeezed in the vertical direction (thickness direction) with respect to the flow direction in the extruder by the first gap 4 to form a thin strip shape.
  • a shearing force acts on the resin composition, and the thermally conductive filler mixed in the resin is oriented in the flow direction of the resin composition.
  • the heat conductive filler is oriented in the surface direction of the heat conductive resin sheet precursor.
  • the gap of the first gap 4 may be adjusted as appropriate, for example, 0.5 mm or more and 5.0 mm or less.
  • the gap of the first gap 4 is smaller than 0.5 mm, not only the extrusion pressure rises unnecessarily but also the resin composition is clogged.
  • the gap of the first gap 4 is larger than 5.0 mm, the degree of orientation of the heat conductive filler with respect to the surface direction of the heat conductive resin sheet precursor is reduced.
  • the cross-sectional area of the flow path 8 is increased, and the length in the vertical direction is increased. Therefore, the flow of the resin molded product precursor changes in the vertical direction. Subsequently, the resin sheet precursor is folded in a direction substantially perpendicular to the direction of the flow in the first gap 4 on the downstream side of the first gap 4 (in the flow path having the inclined surface), thereby forming a belt-shaped resin.
  • the molded product precursor is mixed and fused, and is continuously extruded from the tip of the second gap 6 in a converged and integrated state, whereby the thermally conductive resin molded product (block-shaped product) of the present invention is obtained.
  • the heat conductive filler is oriented in a substantially thickness direction of the heat conductive resin molded product (block-shaped product).
  • thermally conductive molded product (block-like product) subjected to the crosslinking treatment is sliced in a direction perpendicular to the orientation direction of the thermally conductive filler to obtain a uniform thickness.
  • a thermally conductive resin molded product (sheet) is manufactured.
  • the gap Y of the second gap 6 is preferably not less than 2 times and not more than 40 times the gap X of the first gap 4.
  • the upper and lower side surfaces of the flow path between the first gap 4 and the second gap 6 are inclined surfaces so that the pressure loss is small, and the thermally conductive filler is efficiently used in the thickness direction of the resin sheet. It is desirable to adjust the tilt angle for orientation.
  • the inclination angle can be, for example, 10 ° to 50 °, and more preferably 20 ° to 30 °.
  • the resin constituting the thermally conductive resin molded product of the present embodiment functions as a matrix or a binder.
  • silicone resin silicone rubber and silicone gel
  • urethane rubber acrylic rubber, butyl rubber, An ethylene propylene copolymer, an ethylene vinyl acetate copolymer, etc.
  • silicone resins are particularly suitable because they are excellent in flexibility, shape followability, adhesion to a heat generating surface when brought into contact with an electronic component, and heat resistance.
  • Silicone resins include silicone gels and silicone rubbers, which are roughly classified according to the number of crosslinking points being small / large or the difference in crosslinking species (addition reaction: platinum-based catalyst, condensation reaction: peroxide).
  • Examples of the silicone rubber include millable silicone and addition reaction silicone.
  • Silicone gel is more preferred because it has fewer crosslinking points and can be filled with more thermally conductive filler into silicone rubber. Note that silicone rubber is superior from the viewpoint of excellent heat resistance and electrical insulation due to a small number of crosslinking points.
  • thermally conductive filler including the first thermally conductive filler and the second thermally conductive filler
  • various conventionally known materials can be used as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • boron nitride (BN) graphite
  • carbon fiber mica, alumina, aluminum nitride
  • Silicon carbide silica, zinc oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, molybdenum disulfide, copper, aluminum and the like.
  • the shape of the thermally conductive filler is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.For example, scale-like, plate-like, film-like, massive, cylindrical, prismatic, elliptical, flat shape, etc. Can be mentioned.
  • the second thermally conductive filler having a small particle size is easily dispersed in the gap between the first thermally conductive filler having a large particle size to form a heat conduction path, and the first thermally conductive filler is easily oriented in the resin. From this viewpoint, it is preferable that the aspect ratio of the first thermally conductive filler is 10 or more.
  • the thermal conductivity of the second thermal conductive filler with a small particle size is achieved.
  • the rate is preferably greater than 5 W / mK.
  • the upper limit of the thermal conductivity ⁇ of the second thermal conductive filler may be 200 W / mK.
  • the thermal conductivity is measured by a method called a laser flash method.
  • Examples of the material used for the second thermally conductive filler include boron nitride (BN), aluminum nitride, silicon carbide, alumina, magnesium oxide, magnesium carbonate, and calcium carbonate.
  • the proportion of the thermally conductive filler can be 10 to 80% by volume, and is appropriately determined according to the required thermal conductivity and the like. be able to.
  • the proportion of the heat conductive filler is less than 10% by volume, the heat conduction effect is reduced.
  • the proportion of the heat conductive filler exceeds 80% by volume, the heat conductive resin sheet precursor is folded in a direction substantially perpendicular to the flow direction in the first gap when passing through the first gap. This causes a problem that it becomes difficult to fuse the resin.
  • the volume of the composition as the precursor is 100% by volume
  • the mixing ratio of the first heat conductive filler and the second heat conductive filler in the heat conductive filler does not impair the effects of the present invention. It can be determined appropriately within a range.
  • the first heat conductive filler may be 40 to 60% by volume and the second heat conductive filler may be 2 to 20% by volume
  • the thermally conductive resin molded article of the present invention includes a reinforcing agent, a filler, a softener, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a crosslinking accelerator, an antiaging agent, an adhesive, in addition to the resin and the thermally conductive filler described above.
  • General blending / additives such as an imparting agent, an antistatic agent, and a kneading adhesive can be arbitrarily selected.
  • Example 1 In the formulation shown in Table 1, a crosslinking agent and a thermally conductive filler were kneaded with two rolls into the silicone resin component to obtain a ribbon sheet (composition as a precursor).
  • silicone resin component “silicone rubber DY32 1005U” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., a flame retardant component and a plasticizer component are used, and as the heat conductive filler, “PT110” (plate-like boron nitride manufactured by Momentive) is used.
  • Average particle size 45 ⁇ m) and “DAW-03” alumina, average particle size 3 ⁇ m) manufactured by Denka Co., Ltd. were used.
  • crosslinking agent “RC-4” and “MR-53” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. are used, and as the flame retardant component, those containing a metal compound such as iron oxide are preferable, manufactured by Momentive. “ME-41F” and “XC87-905” were used.
  • plasticizer component a silicone oil having the same skeleton as the silicone rubber and requiring a viscosity of 100 cs to 10,000 cs is preferable, and “KF-96-3000CS” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used.
  • the ribbon sheet obtained as described above was used in a short axis extruder for rubber shown in FIG. 1 by using a vertical alignment mold (die) having a first gap of 1 mm and a second gap of 10 mm.
  • a 10 mm thick thermally conductive resin molded article (block-like product) in which plate-like boron nitride was oriented in the thickness direction was produced, and the block-like product was subjected to a crosslinking treatment at 170 ° C. for 30 minutes.
  • the block-like product after the crosslinking treatment was sliced perpendicularly to the thickness direction to produce a thermally conductive resin molded product (sheet) 1 having a thickness of 500 ⁇ m.
  • the above cut accuracy is evaluated by the ratio of the thermal resistance value at the measurement pressure of 500 kPa to the thermal resistance value at the time of 100 kPa (thermal resistance value at the time of 100 kPa measurement / thermal resistance value at the time of 500 kPa measurement) and less than 1.9
  • the case of ⁇ the case of 1.9 or more and less than 2.3 was evaluated as ⁇ , and the case of 2.3 or more was evaluated as ⁇ .
  • Table 1 The results are shown in Table 1.
  • Example 2 >> Example 1 except that “XGP” (plate boron nitride, average particle size 35 ⁇ m) and “DAW-03” (alumina, average particle size 3 ⁇ m) manufactured by Denka Co., Ltd. were used as the thermally conductive filler. The heat conductive resin sheet 2 was produced and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 Except that “SGPS” (bulk boron nitride, average particle size 12 ⁇ m) and “DAW-03” (alumina, average particle size 3 ⁇ m) manufactured by Denka Co., Ltd. were used as the heat conductive filler, the same as in Example 1. Thus, a heat conductive resin sheet 2 was produced and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 Example 1 except that “XGP” (plate boron nitride, average particle size 35 ⁇ m) and “SGPS” (block boron nitride, average particle size 12 ⁇ m) manufactured by Denka Co., Ltd. were used as the thermally conductive filler.
  • the heat conductive resin sheet 2 was produced and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 “XGP” (plate boron nitride, average particle size 35 ⁇ m), “SGPS” (bulk boron nitride, average particle size 12 ⁇ m) and “DAW-03” (alumina, average particle size) manufactured by Denka Co., Ltd. as heat conductive fillers A thermally conductive resin sheet 2 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 3 ⁇ m in diameter was used. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 A comparative heat conductive resin sheet 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that only “XGP” (plate-like boron nitride, average particle size 35 ⁇ m) manufactured by Denka Co., Ltd. was used as the heat conductive filler. Evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 A comparative heat conductive resin sheet 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that only “XGP” (plate-like boron nitride, average particle size 35 ⁇ m) manufactured by Denka Co., Ltd. was used as the heat conductive filler. Evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 4 In the formulation shown in Table 1, the silicone resin component was kneaded with a crosslinking agent and a thermally conductive filler with two rolls to obtain a sheet having a thickness of 2 mm. Silicone rubber “DY32 1005U” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. as a silicone resin component, a flame retardant component and a plasticizer component, and “XGP” (plate boron nitride manufactured by Denka Co., Ltd.) as a thermally conductive filler Average particle size 35 ⁇ m) and “DAW-03” (alumina, average particle size 3 ⁇ m) were used. As the crosslinking agent, “RC-4” and “MR-53” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
  • the flame retardant component preferably contains a metal compound such as iron oxide.
  • a metal compound such as iron oxide.
  • ME-41F and “XC87-905” were used.
  • the plasticizer component a silicone oil having the same skeleton as the silicone rubber and requiring a viscosity of 100 cs to 10,000 cs is preferable, and “KF-96-3000CS” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used.
  • Comparative Example 5 >> “XGP” manufactured by Denka Co., Ltd. (plate-like boron nitride, average particle size of 35 ⁇ m) and “Silicia 740” manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd. (fine powder silica, average particle size of 5 ⁇ m) are used as thermally conductive fillers.
  • a comparative heat conductive resin sheet 5 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. The results are shown in Table 1.
  • thermoly conductive resin sheet exhibiting a low thermal resistance value is obtained by reducing the internal thermal resistance by high filling and reducing the interfacial thermal resistance by improving cut accuracy.

Abstract

安価に大量生産が可能な、高充填による内部熱抵抗の低減と、カット精度向上による界面熱抵抗の低減と、によって、低い熱抵抗値を発揮する熱伝導性樹脂成形品を提供する。樹脂と、第一熱伝導性フィラー及び前記第一熱伝導性フィラーより小さい粒径を有する第二熱伝導性フィラーを含む熱伝導性フィラーと、を含み、前記第一熱伝導性フィラーが１０以上のアスペクト比を有するとともに前記熱伝導性樹脂成形品の略厚み方向に配向しており、前記樹脂がシリコーン樹脂、アクリルゴム又はフッ素ゴムであり、前記第二熱伝導性フィラーが５Ｗ／ｍＫ超の熱伝導率を有すること、を特徴とする熱伝導性樹脂成形品。

Description

[規則26に基づく補充 20.02.2017]　熱伝導性樹脂成型品
　本発明は熱伝導性樹脂成形品に関し、より具体的には、安価に大量生産が可能な、厚さ方向への優れた熱伝導性を有する熱伝導性樹脂成形品に関する。
　電子機器の高密度化・薄型化が急速に進み、ＩＣやパワー部品、高輝度ＬＥＤから発生する熱の影響が重大な問題となっている。これに対し、例えばチップ等の発熱体とヒートシンク等の放熱体の間に熱を効率よく伝達する部材として、熱伝導性樹脂成形品の利用が進んでいる。
　ここで、樹脂に高い熱伝導性を付与する手段として、効率よく熱伝導パスを形成するために、熱伝導性フィラーを樹脂中に配向分散させることが知られている。また、電子部品と放熱板との間に装着して両者の熱伝導を良好にし、放熱効果を増加することを目的とし、厚さ方向の熱伝導性を向上させた熱伝導性樹脂シートが提案されている。
　例えば特許文献１（特開平０５－１０２３５５号公報）においては、マトリックス成分中に、表面がカップリング剤で被覆処理された熱伝導性フィラーを含有してなる熱伝導シートであって、熱伝導フィラーが厚み方向に配向して分布している異方性熱伝導シートが開示されている。
　また、例えば特許文献２（特開２００３－１７４１２７号公報）においては、導電性熱伝導性繊維の表面に電気絶縁性材料をコーティングした熱伝導性繊維が、有機高分子からなるシートの厚み方向に静電植毛によって配向されてなることを特徴とする異方性伝熱シートが開示されている。
特開平０５－１０２３５５号公報 特開２００３－１７４１２７号公報
　しかしながら、上記特許文献１及び２に記載されている熱伝導性樹脂シートにおいては、その製造工程に電圧の印加や静電植毛等の電気的な相互作用を利用しており、大量生産して安価に供給することが必要な用途には適していない。
　また、用いることができる熱伝導性フィラーの種類やその体積充填率等が制限されるため、得られる熱伝導率が十分なではなく、各種電子機器等で求められる放熱特性を完全には満たしていないという問題があった。
　以上のような従来技術における問題点に鑑み、本発明の目的は、安価に大量生産が可能な、高充填による内部熱抵抗の低減と、カット精度向上による界面熱抵抗の低減と、により低い熱抵抗値を発揮する熱伝導性樹脂成形品を提供することにある。
　本発明者は上記課題を解決すべく、熱伝導性樹脂成形品の構造及び用いる熱伝導フィラー等について鋭意研究を重ねた結果、熱伝導フィラーとして大小異なる平均粒径を有するものを使用し、大平均粒径の熱伝導性フィラーのアスペクト比を特定の範囲としてかつ略厚み方向に配向させれば有効であることを見出し、本発明に到達した。
　即ち、本発明は、
　樹脂と、第一熱伝導性フィラー及び前記第一熱伝導性フィラーより小さい粒径を有する第二熱伝導性フィラーを含む熱伝導性フィラーと、を含み、
　前記第一熱伝導性フィラーが１０以上のアスペクト比を有するとともに前記熱伝導性樹脂成形品の略厚み方向に配向しており、
　前記樹脂がシリコーン樹脂、アクリルゴム又はフッ素ゴムであり、
前記第二熱伝導性フィラーが５Ｗ／ｍＫ超の熱伝導率を有すること、
　を特徴とする熱伝導性樹脂成形品を提供する。
　また、前記熱伝導性樹脂成形品における前記熱伝導性フィラーの体積充填率が１０～８０体積％であることが好ましく、４０～６０体積％であることが更に好ましい。
　また、上記本発明の熱伝導性樹脂成形品においては、前記樹脂のウェルドラインが前記熱伝導性樹脂成形品の略厚み方向に形成されていること、が好ましい。
　なお、ウェルドラインが熱伝導性成形品の略厚さ方向に形成されているとは、当該熱伝導性成形品が、垂直方向に折り畳んで溶着された多数の樹脂成形品で形成されていることを意味している。ウェルドラインは完全な直線とは限らず、円弧状に湾曲していてもよく、一部が不連続となっていてもよい。
　本発明における「熱伝導性樹脂成形品」とは、押出成形した後のブロック状物、又は、当該ブロック状物を適宜切断して得られる切断物（スライスしたシート状物を含む）のいずれも含む概念である。また、熱伝導性フィラーの「粒径」とは、粒度分布測定における平均粒径という概念であり、レーザー回折散乱法という方法により測定されるものである。
　本発明によれば、安価に大量生産が可能な、高充填による内部熱抵抗の低減と、カット精度向上による界面熱抵抗の低減と、により低い熱抵抗値を発揮する熱伝導性樹脂成形品を提供することができる。
本発明の熱伝導性樹脂成形品の一実施形態である熱伝導性樹脂シートの製造方法を説明するための概念図（Ｔダイの側面図）である。
　以下、図面を参照しながら本発明の熱伝導性樹脂成形品の好適な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、表された各構成要素の寸法やそれらの比は実際のものとは異なる場合もある。
　本実施形態の熱伝導性樹脂シートは、樹脂と、第一熱伝導性フィラー及び前記第一熱伝導性フィラーより小さい粒径を有する第二熱伝導性フィラーを含む熱伝導性フィラーと、を含み、前記第一熱伝導性フィラーが１０以上のアスペクト比を有するとともに前記熱伝導性樹脂シートの略厚み方向に配向しており、前記樹脂がシリコーン樹脂、アクリルゴム又はフッ素ゴムである。
　つまり、本実施形態の熱伝導性樹脂シートは、第一熱伝導性フィラーと、第一熱伝導性フィラーより小さい粒径を有する第二熱伝導性フィラーと、と熱伝導性フィラーとして含む。即ち、第一熱伝導性フィラーの粒径Ｄ１と、第二熱伝導性フィラーの粒径Ｄ２とが、Ｄ１＞Ｄ２の関係を有している。なお、本発明の効果を損なわない範囲で、第一熱伝導性フィラー及び第二熱伝導性フィラー以外の熱伝導性フィラーを用いてもよい。
　ここで、図１は、本実施形態の熱伝導性樹脂シートの製造方法を説明するための概念図であり、押出機の先端部分及びＴダイの断面概略図が示されている。押出機のＴダイは、連続する上下方向の隙間Ｘの第一ギャップ、上下方向の隙間Ｙの第二ギャップ、及び、第一ギャップと第二ギャップとの間にある流路の上下側面少なくとも一方に傾斜面を有している。
　熱伝導性フィラーを含む樹脂組成物は、スクリュー２によって撹拌・混練され、流路８に沿って第一ギャップ４（隙間Ｘ）に導入される。樹脂組成物の流れは第一ギャップ４によって押出機内の流れ方向に対して上下方向（厚さ方向）にしぼり込まれ、薄い帯状となる。第一ギャップ４を通過する際、樹脂組成物にせん断力が作用し、樹脂中に混合されている熱伝導性フィラーが樹脂組成物の流れ方向に配向することとなる。この場合、熱伝導性フィラーは熱伝導性樹脂シート前駆体の面方向に配向する。
　第一ギャップ４の隙間は、適宜調整すればよいが、例えば０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。第一ギャップ４の隙間が０．５ｍｍよりも小さいと、押出し圧力が不必要に上昇するだけでなく、樹脂組成物が詰まってしまう。一方、第一ギャップ４の隙間が５．０ｍｍよりも大きいと、熱伝導性樹脂シート前駆体の面方向に対する熱伝導性フィラーの配向度が減少する結果となる。
　樹脂組成物の流れ方向に熱伝導性フィラーが配向された厚さの薄い樹脂成形品前駆体が、第一ギャップ４を完全に通過すると、流路８の断面積が拡大し、上下方向の長さが長くなるため、樹脂成形品前駆体の流れは上下方向に変化する。続いて、当該樹脂シート前駆体は、第一ギャップ４の下流側（傾斜面を有する流路内）において、第一ギャップ４における流れの方向に対して略垂直な方向に折り畳まれ、帯状の樹脂成形品前駆体が混ざり合って融着し、集束一体化した状態で第二ギャップ６の先端部から連続的に押出されることにより、本発明の熱伝導性樹脂成形品（ブロック状物）が製造される。この場合、熱伝導性フィラーは熱伝導性樹脂成形品（ブロック状物）の略厚さ方向に配向する。
　その後、架橋処理を施した当該熱伝導性成形品（ブロック状物）を、熱伝導性フィラーの配向方向に対して垂直方向にスライス加工して、均等な厚さに揃えることにより、本発明の熱伝導性樹脂成形品（シート）が製造される。
　ここで、第二ギャップ６の隙間Ｙは第一ギャップ４の隙間Ｘの２倍以上４０倍以下であることが好ましい。また、第一ギャップ４と第二ギャップ６との間にある流路の上下側面は、圧力損失が少ないように傾斜面とすることが好ましく、熱伝導性フィラーを効率良く樹脂シートの厚さ方向に配向させるために、傾斜角度を調整することが望ましい。当該傾斜角度としては、例えば、１０°～５０°とすることができ、更には２０°～３０°であるのが好ましい。また、流路の上下共に傾斜を有している必要はなく、どちらか一方のみが傾斜を有していてもよい。
　次に、本実施形態の熱伝導性樹脂成形品を構成する樹脂は、マトリックス乃至はバインダーとして機能するものであり、例えば、シリコーン樹脂（シリコーンゴム及びシリコーンゲル）、ウレタンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。これらのうち、特にシリコーン樹脂は成形体としたときの柔軟性、形状追随性、電子部品に接触させる際の発熱面への密着性、更には耐熱性が優れているので最適である。
　シリコーン樹脂には、シリコーンゲルとシリコーンゴムがあり、架橋点の少ない／多い又は架橋種の違い（付加反応：白金系触媒，縮合反応：過酸化物）で大別される。また、シリコーンゴムとしては、ミラブル型シリコーンや付加反応型シリコーンが挙げられる。
　シリコーンゲルは、架橋点が少なくシリコーンゴムに対し熱伝導性フィラーをより多く充填することが可能であるため、より好ましい。なお、架橋点が少ないため耐熱性・電気絶縁性に優れるという観点からは、シリコーンゴムが優位である。
　次に、第一熱伝導性フィラー及び前記第二熱伝導性フィラーを含む熱伝導性フィラーについて説明する。本発明における熱伝導性フィラーとしては、本発明の効果を損なわない範囲で従来公知の種々の材料を用いることができ、例えば、窒化ホウ素（ＢＮ）、黒鉛、炭素繊維、雲母、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、二硫化モリブデン、銅、アルミニウムなどが挙げられる。
　熱伝導性フィラーの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば鱗片状、板状、膜状、塊状、円柱状、角柱状、楕円状、扁平形状等が挙げられる。粒径の大きい第一熱伝導性フィラーの間隙に粒径の小さい第二熱伝導性フィラーが分散して熱伝導パスを形成し易く、また、第一熱伝導性フィラーが樹脂中で配向し易いという観点から、第一熱伝導性フィラーのアスペクト比が１０以上であることが好ましい。
　また、樹脂と、粒径の小さい第二熱伝導性フィラーとを混合してコンパウンドとすることでマトリックスの熱伝導率を向上させるという観点から、粒径の小さい第二熱伝導性フィラーの熱伝導率は５Ｗ／ｍＫ超であるのが好ましい。なお、第二熱伝導性フィラーの熱伝導率 上限は２００Ｗ／ｍＫであればよい。当該熱伝導率は、レーザーフラッシュ法という方法で測定されるものである。第二熱伝導性フィラーに用いる材料としては、例えば、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム、炭化珪素、アルミナ、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
　前駆体としての組成物の体積を１００体積％とした場合に、熱伝導性フィラーの割合は１０～８０体積％とすることができ、必要とされる熱伝導率等に応じて、適宜決定することができる。熱伝導性フィラーの割合が１０体積％未満の場合は、熱伝導効果が小さくなる。また、熱伝導性フィラーの割合が８０体積％を超えると、熱伝導性樹脂シート前駆体が第一ギャップを通過する際に、第一ギャップにおける流れの方向に対して略垂直方向に折り畳まれるものの、樹脂間が融着しづらくなるという不具合が生じる。
　また、前駆体としての組成物の体積を１００体積％とした場合に、熱伝導性フィラーにおける第一熱伝導性フィラーと第二熱伝導性フィラーとの混合割合は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜決定することができる。なかもで、第一熱伝導性フィラー４０～６０体積％及び第二熱伝導性フィラー２～２０体積％であればよく、第一熱伝導性フィラー４５～５５体積％及び第二熱伝導性フィラー５～１５体積％であるのが好ましい。
　また、本発明の熱伝導性樹脂成形品は、上述の樹脂及び熱伝導性フィラーに加え、補強剤、充填剤、軟化剤、架橋剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、老化防止剤、粘着付与剤、帯電防止剤、練り込み接着剤等の一般的な配合・添加剤は任意に選択することができる。
　以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、かかる設計変更も本発明に含まれる。以下において、実施例及び比較例を用いて本発明をより具体的に説明する。
≪実施例１≫
表１に記載の配合にて、シリコーン樹脂成分に架橋剤及び熱伝導性フィラーを２本ロールで練り込み、リボンシート（前駆体としての組成物）を得た。シリコーン樹脂成分としては、東レダウコーニング（株）製の「シリコーンゴムＤＹ３２ １００５Ｕ」、難燃剤成分及び可塑剤成分を用い、熱伝導性フィラーとしては、Ｍｏｍｅｎｎｔｉｖｅ社製の「ＰＴ１１０」（板状窒化ホウ素、平均粒径４５μｍ）及びデンカ（株）製の「ＤＡＷ‐０３」（アルミナ、平均粒径３μｍ）を用いた。また、架橋剤としては、東レダウコーング（株）製の「ＲＣ－４」及び「ＭＲ‐５３」を用い、難燃剤成分としては、酸化鉄等の金属化合物を含有したものが好ましく、Ｍｏｍｅｎｎｔｉｖｅ社製の「ＭＥ－４１Ｆ」及び「ＸＣ８７‐９０５」を用いた。可塑剤成分としては、シリコーンゴムと同骨格を有し、１００ｃｓから１００００ｃｓの粘度を要するシリコーンオイルが好ましく、信越化学工業（株）製の「ＫＦ－９６－３０００ＣＳ」を用いた。
　次に、上記のようにして得たリボンシートを図１に示すゴム用短軸押出機にて、１ｍｍの第一ギャップ及び１０ｍｍの第二ギャップを有する垂直配向金型（口金）を用いて、板状窒化ホウ素が厚さ方向に配向した厚さ１０ｍｍの熱伝導性樹脂成形品（ブロック状物）を作製し、当該ブロック状物を１７０℃で３０分間の架橋処理を施した。架橋処理後の当該ブロック状物を厚さ方向と垂直にスライス加工し、厚さ５００μｍの熱伝導性樹脂成形品（シート）１を作製した。
［評価試験］
（１）熱抵抗
　得られた熱伝導性樹脂シートの厚さ方向の熱抵抗をＴＩＭ　ＴＥＳＴＥＲ１３００を用いて２水準の測定圧力で計測し、計測された値を表１に示した。なお、当該測定は定常法にて米国規格ＡＳＴＭ　Ｄ５４７０に準拠した。
（２）カット精度
　上記のスライス加工時のカット精度は、熱抵抗値に影響を与える。カット精度が悪い場合は、接触界面の熱抵抗が増加し、それに伴い熱抵抗測定時の圧力依存性が強まる。例えば、低い圧力の場合は接触界面の熱抵抗が高いが、高い圧力の場合は、シートが圧縮されることにより接触界面の熱抵抗が小さくなる。
　上述のカット精度を測定時圧力５００ｋＰａ時の熱抵抗値と１００ｋＰａ時の熱抵抗値との比（１００ｋＰａ測定時の熱抵抗値／５００ｋＰａ測定時の熱抵抗値）にて評価し、１．９未満の場合を〇、１．９以上２．３未満の場合を△、２．３以上の場合を×と評価した。結果を表１に示した。
≪実施例２≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＸＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径３５μｍ）及び「ＤＡＷ‐０３」（アルミナ、平均粒径３μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして熱伝導性樹脂シート２を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
≪実施例３≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＳＧＰＳ」（塊状窒化ホウ素、平均粒径１２μｍ）及び「ＤＡＷ‐０３」（アルミナ、平均粒径３μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして熱伝導性樹脂シート２を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
≪実施例４≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＸＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径３５μｍ）及び「ＳＧＰＳ」（塊状窒化ホウ素、平均粒径１２μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして熱伝導性樹脂シート２を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
≪実施例５≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＸＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径３５μｍ）、「ＳＧＰＳ」（塊状窒化ホウ素、平均粒径１２μｍ）及び「ＤＡＷ‐０３」（アルミナ、平均粒径３μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして熱伝導性樹脂シート２を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
≪比較例１≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＸＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径３５μｍ）のみを用いた以外は、実施例１と同様にして比較熱伝導性樹脂シート１を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
≪比較例２≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＸＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径３５μｍ）のみを用いた以外は、実施例１と同様にして比較熱伝導性樹脂シート２を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
≪比較例３≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＨＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径５μｍ）及びデンカ（株）製の「ＤＡＷ‐０３」（アルミナ、平均粒径３μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして比較熱伝導性樹脂シート３を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
≪比較例４≫
　表１に記載の配合にて、シリコーン樹脂成分に架橋剤及び熱伝導性フィラーを２本ロールで練り込み、厚さ２ｍｍのシートを得た。シリコーン樹脂成分として、東レダウコーニング（株）製のシリコーンゴム「ＤＹ３２ １００５Ｕ」、難燃剤成分及び可塑剤成分を用い、熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＸＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径３５μｍ）及び「ＤＡＷ‐０３」（アルミナ、平均粒径３μｍ）を用いた。架橋剤としては、東レダウコーング（株）製の「ＲＣ－４」及び「ＭＲ‐５３」を用い、難燃剤成分としては、酸化鉄等の金属化合物を含有したものが好ましく、Ｍｏｍｅｎｎｔｉｖｅ社製の「ＭＥ－４１Ｆ」及び「ＸＣ８７‐９０５」を用いた。可塑剤成分としては、シリコーンゴムと同骨格を有し、１００ｃｓから１００００ｃｓの粘度を要するシリコーンオイルが好ましく、信越化学工業（株）製の「ＫＦ－９６－３０００ＣＳ」を用いた。
　次に、２ｍｍシート５枚を重ね合せて厚さ１０ｍｍのシートとし、１７０℃で３０分間の架橋処理を施した。架橋処理後の当該シートを厚さ方向と垂直にスライス加工し、厚さ５００μｍの比較熱伝導性樹脂シート４を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示した。
≪比較例５≫
　熱伝導性フィラーとしてデンカ（株）製の「ＸＧＰ」（板状窒化ホウ素、平均粒径３５μｍ）及び富士シリシア化学（株）製の「サイリシア７４０」（微粉末シリカ、平均粒径５μm）を用いた以外は実施例１と同様にして比較熱伝導性樹脂シート５を作製し、評価を行った。結果を表１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示す結果から、本発明によれば、高充填による内部熱抵抗の低減と、カット精度向上による界面熱抵抗の低減と、によって、低い熱抵抗値を発揮する熱伝導性樹脂シートが得られていることがわかる。
　２・・・スクリュー、
　４・・・第一ギャップ、
　６・・・第二ギャップ、
　８・・・流路。
 
 

Claims (2)

  1. 　樹脂と、第一熱伝導性フィラー及び前記第一熱伝導性フィラーより小さい粒径を有する第二熱伝導性フィラーを含む熱伝導性フィラーと、を含み、
    　前記第一熱伝導性フィラーが１０以上のアスペクト比を有するとともに前記熱伝導性樹脂成形品の略厚み方向に配向しており、
    　前記樹脂がシリコーン樹脂、アクリルゴム又はフッ素ゴムであり、
    　前記第二熱伝導性フィラーが５Ｗ／ｍＫ超の熱伝導率を有すること、
    　を特徴とする熱伝導性樹脂成形品。
  2. 　前記樹脂のウェルドラインが前記熱伝導性樹脂成型品の略厚み方向に形成されていること、
    　を特徴とする請求項１に記載の熱伝導性樹脂成形品。
     
     
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