WO2022172782A1 - 熱伝導シートの供給形態及び熱伝導シート - Google Patents

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WO2022172782A1
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conductive sheet
thermally conductive
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heat
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慶輔 荒巻
勇磨 佐藤
佑介 久保
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デクセリアルズ株式会社
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    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/20Applications use in electrical or conductive gadgets

Definitions

  • This technology relates to the supply form of the thermally conductive sheet and the thermally conductive sheet.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-020252 filed on February 10, 2021 in Japan, and this application is hereby incorporated by reference. Incorporated.
  • an electronic component is attached to a heat sink such as a heat dissipating fan or a heat dissipating plate via a heat conductive sheet.
  • a heat conductive sheet for example, a silicone resin containing (dispersing) a filler such as an inorganic filler is widely used. A further improvement in thermal conductivity is required for a heat dissipating member such as this heat conductive sheet.
  • the thermal conductivity of the thermally conductive sheet it is being studied to increase the filling rate of the inorganic filler blended in the matrix such as the binder resin.
  • increasing the filling rate of the inorganic filler impairs the flexibility of the thermal conductive sheet or causes powder to fall off, so there is a limit to increasing the filling rate of the inorganic filler.
  • inorganic fillers include alumina, aluminum nitride, and aluminum hydroxide.
  • the matrix may be filled with scaly particles such as boron nitride or graphite, carbon fibers, or the like. This is due to the anisotropy of the thermal conductivity of the scaly particles and the like.
  • carbon fibers are known to have a thermal conductivity of about 600 to 1200 W/m ⁇ K in the fiber direction.
  • Boron nitride has a thermal conductivity of about 110 W/m ⁇ K in the plane direction and a thermal conductivity of about 2 W/m ⁇ K in the direction perpendicular to the plane direction. Are known.
  • Patent Document 1 describes a thermally conductive sheet containing boron nitride.
  • a thermally conductive sheet can be obtained, for example, by producing a molded block from a resin composition for forming a thermally conductive sheet and slicing it.
  • a heat conductive sheet is produced by slicing a molded block in this way, there is a problem that the surface of the heat conductive sheet lacks tackiness.
  • the thermally conductive sheet cannot be attached to the adherend, and there is a possibility that the thermally conductive sheet will be misaligned when mounted.
  • This technology has been proposed in view of such conventional circumstances, and provides a heat conductive sheet having a tacky surface.
  • the thermally conductive sheet according to the present technology contains a binder resin and scaly boron nitride, the scaly boron nitride is oriented in the thickness direction of the thermally conductive sheet, and both surfaces of the thermally conductive sheet have tackiness. .
  • a method for manufacturing a thermally conductive sheet according to the present technology includes a step A of preparing a thermally conductive composition containing a binder resin and scale-like boron nitride, a step B of forming a molded block from the thermally conductive composition, and molding. There are a step C of slicing the body block into sheets to obtain a thermally conductive sheet precursor, and a step D of pressing the thermally conductive sheet precursor to obtain a thermally conductive sheet.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heat conductive sheet.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing scale-like boron nitride having a hexagonal crystal shape.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a supply form of the heat conductive sheet.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an example of Step D of pressing a thermally conductive sheet precursor to obtain a thermally conductive sheet in the method for manufacturing a thermally conductive sheet.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an example of Step D of pressing a thermally conductive sheet precursor to obtain a thermally conductive sheet in the method for manufacturing a thermally conductive sheet.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heat conductive sheet.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing scale-like boron nitride having a hexagonal crystal shape.
  • FIG. 3 is a cross-sectional
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device to which a heat conductive sheet is applied.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of evaluating whether or not the heat conductive sheet slips off the aluminum plate when the heat conductive sheet is placed on the aluminum plate and shifted by 90°.
  • the average particle size (D50) of scaly boron nitride or a thermally conductive material is, for example, when the entire particle size distribution of scaly boron nitride or a thermally conductive material is 100%, the particle diameter It is the particle diameter at which the cumulative value is 50% when the cumulative curve of the particle diameter values is obtained from the small particle diameter side of the distribution.
  • the particle size distribution (particle size distribution) in this specification is determined by volume. Examples of the method for measuring the particle size distribution include a method using a laser diffraction particle size distribution analyzer.
  • the thermally conductive sheet according to the present technology contains a binder resin and scaly boron nitride, the scaly boron nitride is oriented in the thickness direction of the thermally conductive sheet, and both surfaces of the thermally conductive sheet have tackiness. .
  • the thermally conductive sheet according to the present technology since the surface of the thermally conductive sheet according to the present technology has tackiness, the thermally conductive sheet can be attached to the adherend, and misalignment during mounting of the thermally conductive sheet can be suppressed. can.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heat conductive sheet.
  • the thermally conductive sheet 1 contains a binder resin 2 and scaly boron nitride 3 , and the scaly boron nitride 3 is oriented in the thickness direction B of the thermally conductive sheet 1 .
  • the surface direction of the scale-like boron nitride 3 (for example, the long axis of the boron nitride 3 ) may be oriented in the thickness direction B of the thermally conductive sheet 1 .
  • the thermally conductive sheet 1 may further include a thermally conductive material 4 other than the scaly boron nitride 3 . Specific examples of the components of the thermally conductive sheet 1 will be described below.
  • the binder resin 2 is for holding the scaly boron nitride 3 and other thermally conductive material 4 in the thermally conductive sheet 1 .
  • the binder resin 2 is selected according to properties such as mechanical strength, heat resistance, and electrical properties required for the heat conductive sheet 1 .
  • the binder resin 2 can be selected from thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, and thermosetting resins.
  • thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, ethylene- ⁇ -olefin copolymers such as ethylene-propylene copolymers, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymers, Fluorinated polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polyacrylonitrile, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer Polymer (ABS) resin, polyphenylene-ether copolymer (PPE) resin, modified PPE resin, aliphatic polyamides, aromatic polyamides, polyimide, polyamideimide, polymeth
  • Thermoplastic elastomers include styrene-butadiene block copolymers or hydrogenated products thereof, styrene-isoprene block copolymers or hydrogenated products thereof, styrene-based thermoplastic elastomers, olefin-based thermoplastic elastomers, and vinyl chloride-based thermoplastic elastomers. , polyester-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, and the like.
  • Thermosetting resins include crosslinked rubbers, epoxy resins, phenolic resins, polyimide resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, and the like.
  • Specific examples of crosslinked rubber include natural rubber, acrylic rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, chlorinated polyethylene rubber, Chlorosulfonated polyethylene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, fluororubber, urethane rubber, and silicone rubber.
  • a silicone resin is preferable in consideration of the adhesion between the heat generating surface of the electronic component and the heat sink surface.
  • the silicone resin for example, a two-component addition reaction type silicone resin composed of a silicone having an alkenyl group as a main component, a main agent containing a curing catalyst, and a curing agent having a hydrosilyl group (Si—H group).
  • the alkenyl group-containing silicone for example, a vinyl group-containing polyorganosiloxane can be used.
  • the curing catalyst is a catalyst for promoting the addition reaction between the alkenyl group in the alkenyl group-containing silicone and the hydrosilyl group in the hydrosilyl group-containing curing agent.
  • the curing catalyst include well-known catalysts used in hydrosilylation reactions, and examples include platinum group curing catalysts, such as platinum group metals such as platinum, rhodium and palladium, and platinum chloride.
  • platinum group curing catalysts such as platinum group metals such as platinum, rhodium and palladium, and platinum chloride.
  • the curing agent having hydrosilyl groups for example, polyorganosiloxane having hydrosilyl groups can be used.
  • the binder resin 2 may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the content of the binder resin 2 in the heat conductive sheet 1 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the content of the binder resin 2 in the thermally conductive sheet 1 can be 20% by volume or more, may be 25% by volume or more, or 30% by volume from the viewpoint of the flexibility of the thermally conductive sheet 1. or more, or 33% by volume or more.
  • the content of the binder resin 2 in the heat conductive sheet 1 can be 70% by volume or less from the viewpoint of the thermal conductivity of the heat conductive sheet 1, and may be 60% by volume or less, or 50% by volume. % or less, 40 volume % or less, or 37 volume % or less.
  • the content of the binder resin 2 in the thermally conductive sheet 1 is preferably 25 to 60% by volume, and may be 30 to 40% by volume, for example, from the viewpoint of the flexibility of the thermally conductive sheet 1. It can also be ⁇ 37% by volume.
  • the thermally conductive sheet 1 contains scaly boron nitride 3 .
  • the scaly boron nitride 3 is a boron nitride having a long axis, a short axis and a thickness, has a high aspect ratio (long axis/thickness), and exhibits isotropic heat conduction in the plane including the long axis.
  • the short axis is a direction that intersects the long axis at approximately the center of the particles of the scale-like boron nitride 3 in the plane containing the long axis of the scale-like boron nitride 3, and is the most of the scale-like boron nitride 3.
  • the thickness is an average value obtained by measuring the thickness of 10 points of the plane containing the long axis of the scale-like boron nitride 3 .
  • the scale-like boron nitride 3 may be used singly or in combination of two or more.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing scale-like boron nitride 3A having a hexagonal crystal shape, which is an example of scale-like boron nitride.
  • a represents the long axis of the scaly boron nitride 3A
  • b represents the thickness of the scaly boron nitride 3A
  • c represents the short axis of the scaly boron nitride 3A.
  • the scale-like boron nitride 3 from the viewpoint of the thermal conductivity of the heat conductive sheet 1, it is preferable to use scale-like boron nitride 3A having a hexagonal crystal shape as shown in FIG.
  • the average particle size (D50) of the scale-like boron nitride 3 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the average particle size of the scale-like boron nitride 3 can be 10 ⁇ m or more, may be 20 ⁇ m or more, may be 30 ⁇ m or more, or may be 35 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average particle diameter of the scale-like boron nitride 3 can be 150 ⁇ m or less, may be 100 ⁇ m or less, may be 90 ⁇ m or less, may be 80 ⁇ m or less, or may be 70 ⁇ m. It may be less than or equal to 50 ⁇ m, or less than or equal to 45 ⁇ m.
  • the average particle size of the scale-like boron nitride 3 is preferably 20 to 100 ⁇ m.
  • the aspect ratio of the scale-like boron nitride 3 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the aspect ratio of the scaly boron nitride 3 can be in the range of 10-100.
  • the average value of the ratio of the long axis to the short axis (major axis/minor axis) of the scale-like boron nitride 3 can be, for example, in the range of 0.5 to 10, preferably in the range of 1 to 5. can also be in the range of 1-3.
  • the content of the scale-like boron nitride 3 in the thermal conductive sheet 1 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the content of the scale-like boron nitride 3 in the heat conductive sheet 1 can be 15% by volume or more, and may be 20% by volume or more, from the viewpoint of the thermal conductivity of the heat conductive sheet 1. , 23% by volume or more.
  • the upper limit of the content of the scale-like boron nitride 3 in the thermally conductive sheet 1 can be, for example, 45% by volume or less from the viewpoint of the flexibility of the thermally conductive sheet 1, and 40% by volume or less. It may be present, may be 35% by volume or less, or may be 30% by volume or less.
  • the content of the scale-like boron nitride 3 in the heat conductive sheet 1 is preferably 20 to 35% by volume, more preferably 20 to 30% by volume. It is preferably 23 to 27% by volume, and more preferably 23 to 27% by volume.
  • the other thermally conductive material 4 is a thermally conductive material other than the scale-like boron nitride 3 described above.
  • Other shapes of the heat-conducting material 4 include, for example, spherical, powdery, granular, flat, fibrous, and the like.
  • Other thermally conductive materials 4 may be used singly or in combination of two or more.
  • the other heat conductive material 4 may be a combination of aluminum nitride particles and alumina particles, or a combination of aluminum nitride particles, alumina particles, zinc oxide, and aluminum hydroxide. A mode in which they are used in combination is preferred.
  • the average particle size (D50) of the aluminum nitride particles may be, for example, 1-5 ⁇ m, may be 1-3 ⁇ m, or may be 1-2 ⁇ m.
  • the average particle diameter (D50) of the alumina particles may be, for example, 0.1 to 10 ⁇ m, may be 0.1 to 8 ⁇ m, may be 0.1 to 7 ⁇ m, or may be 0.1 to 8 ⁇ m. It may be 1-2 ⁇ m.
  • the average particle size (D50) of the zinc oxide particles can be, for example, 0.1 to 5 ⁇ m, may be 0.5 to 3 ⁇ m, or may be 0.5 to 2 ⁇ m.
  • the average particle diameter (D50) of the aluminum hydroxide particles can be, for example, 1 to 10 ⁇ m, may be 2 to 9 ⁇ m, or may be 6 to 8 ⁇ m.
  • the content of the other thermally conductive material 4 in the thermally conductive sheet 1 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. From the viewpoint of the thermal conductivity of the heat conductive sheet 1, the content of the other heat conductive material 4 in the heat conductive sheet 1 can be 10% by volume or more, and may be 15% by volume or more. It may be vol % or more, 25 vol % or more, 30 vol % or more, or 35 vol % or more. In addition, the content of the other thermally conductive material 4 in the thermally conductive sheet 1 can be 50% by volume or less, and may be 45% by volume or less, from the viewpoint of the flexibility of the thermally conductive sheet 1. It may be 40% by volume or less.
  • the content of alumina particles in the thermally conductive sheet 1 is preferably 10 to 25% by volume, and the content of aluminum nitride particles is It is preferably 10 to 25% by volume.
  • the content of the alumina particles in the thermally conductive sheet 1 is set to 10 to 25% by volume.
  • the content of aluminum nitride particles is preferably 10 to 25% by volume
  • the content of zinc oxide particles is preferably 0.1 to 3% by volume
  • the content of aluminum hydroxide particles is preferably It is preferably 0.1 to 3% by volume.
  • the heat conductive sheet 1 may further contain components other than the components described above within a range that does not impair the effects of the present technology.
  • examples of other components include silane coupling agents (coupling agents), dispersants, curing accelerators, retarders, tackifiers, plasticizers, flame retardants, antioxidants, stabilizers, colorants, and the like. be done.
  • the heat conductive sheet 1 is treated with a silane coupling agent from the viewpoint of further improving the dispersibility of the scale-like boron nitride 3 and other heat conductive material 4 and further improving the flexibility of the heat conductive sheet 1.
  • Scaly boron nitride 3 and/or other thermally conductive material 4 treated with a silane coupling agent may also be used.
  • the thickness of the heat conductive sheet 1 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the thickness of the heat conductive sheet 3 can be 0.05 mm or more, and can also be 0.1 mm or more.
  • the upper limit of the thickness of the heat conductive sheet 1 may be 5 mm or less, may be 4 mm or less, or may be 3 mm or less.
  • the heat conductive sheet 1 preferably has a thickness of 0.1 to 4 mm.
  • the thickness of the thermally conductive sheet 3 can be obtained, for example, from the arithmetic mean value of the thickness of the thermally conductive sheet 1 measured at five arbitrary points.
  • the heat conductive sheet 1 may have a specific gravity of 2.7 or less, 2.6 or less, 2.5 or less, or 2.4 or less. It may be 2.3 or less.
  • the heat conductive sheet 1 may have a specific gravity of 2.0 or more, 2.1 or more, or 2.2 or more. The specific gravity of the heat conductive sheet 1 can be measured by the method described in Examples below.
  • the heat conductive sheet 1 may have a regular pattern on its surface.
  • the thermally conductive sheet 1 has a regular pattern on the surface, so that the thermally conductive sheet 1 can be easily distinguished from other thermally conductive sheets in terms of appearance.
  • the heat conductive sheet 1 has a regular pattern on the surface, for example, when it is attached to an adherend, air is included between the heat conductive sheet and the adherend. can be suppressed, and the heat conductive sheet can be attached more reliably to the adherend. Therefore, it is possible to improve the adhesion when mounting the heat conductive sheet.
  • a pattern having regularity is a visible pattern, for example, a geometric pattern such as a polygonal shape having sides that are not perpendicular to each other, a pattern in which a plurality of circles or ellipses are continuous, or these geometric patterns and a circle, A pattern in which elliptical patterns are mixed is mentioned.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the supply form of the heat conductive sheet.
  • the thermally conductive sheet 1 can be supplied in a thermally conductive sheet supply form 5 sandwiched between release films 6 .
  • the supply form 5 of the thermally conductive sheet is, for example, a laminate including the release film 6A, the thermally conductive sheet 1, and the release film 6B in this order.
  • release films 6 are provided on both sides of one thermally conductive sheet 1 .
  • the release films 6 may be provided on both sides of the plurality of thermally conductive sheets 1 arranged at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions.
  • the tack force measured under the following conditions is preferably 20 gf or more, may be 75 gf or more, or may be 80 gf or more.
  • Measurement method The heat conductive sheet 1 sandwiched between the release films 6 (supply form 5 of the heat conductive sheet) is pressed at 0.5 MPa for 30 seconds, and within 3 minutes after peeling the release film 6 from the heat conductive sheet 1 , and a probe having a diameter of 5.1 mm pushes the heat conductive sheet 1 by 50 ⁇ m at 2 mm/sec and pulls it out at 10 mm/sec.
  • the release film 6 examples include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), polyolefin, polymethylpentene, glassine paper, and the like.
  • the thickness of the release film 6 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. Also, the thinner the release film 6 is, the better the followability (adhesion) to the heat conductive sheet 1 is, and the more effectively the tack force of the heat conductive sheet 1 can be exhibited.
  • the release film 6 is preferably a thin PET film.
  • the release film 6A and the release film 6B may be made of the same material or may be made of different materials. Moreover, the thickness of the release film 6A and the release film 6B may be the same or may be different.
  • the method for producing the thermally conductive sheet 1 includes a step A of preparing a thermally conductive composition, a step B of forming a molded block from the thermally conductive composition, and slicing the molded block into sheets to obtain a thermally conductive sheet precursor. and a step D of pressing the thermally conductive sheet precursor to obtain a thermally conductive sheet.
  • a thermally conductive composition containing binder resin 2 and scaly boron nitride 3 is prepared.
  • the thermally conductive composition may further contain another thermally conductive material 4 in addition to the binder resin 2 and the scale-like boron nitride 3 .
  • the thermally conductive composition may be uniformly mixed with various additives and volatile solvents by known methods.
  • a thermally conductive composition is prepared by dispersing scale-like boron nitride 3 and another thermally conductive material 4 in binder resin 2 .
  • a molded block is formed from the thermally conductive composition prepared in step A.
  • methods for forming the molded block include an extrusion molding method and a mold molding method.
  • the extrusion molding method and the mold molding method are not particularly limited, and can be selected from various known extrusion molding methods and mold molding methods depending on the viscosity of the heat conductive composition and the properties required for the heat conductive sheet. It can be adopted as appropriate.
  • the binder resin 2 flows and scales along the flow direction.
  • shaped boron nitride 3 is oriented.
  • the size and shape of the molded block can be determined according to the required size of the heat conductive sheet 1. For example, a rectangular parallelepiped having a cross-sectional length of 0.5 to 15 cm and a width of 0.5 to 15 cm can be used. The length of the rectangular parallelepiped may be determined as required.
  • a columnar molded block is formed from a cured product of the thermally conductive composition, in which the surface direction of the scale-like boron nitride 3 (long axis a of the scale-like boron nitride 3) is oriented in the extrusion direction. It's easy to do.
  • step C the molded block is sliced into sheets to obtain the thermally conductive sheet precursor 7 .
  • the scaly boron nitride 3 is exposed on the surface (sliced surface) of the thermally conductive sheet precursor obtained by slicing.
  • the slicing method is not particularly limited, and can be appropriately selected from known slicing devices (preferably an ultrasonic cutter) according to the size and mechanical strength of the compact block.
  • the slicing direction of the molded block is preferably 60 to 120 degrees, more preferably 70 to 100 degrees, because some are oriented in the extrusion direction when the molding method is extrusion molding. more preferably in the direction of , and even more preferably in the direction of 90 degrees (perpendicular).
  • the molded block is preferably sliced in a direction substantially perpendicular to the length direction.
  • step D the thermally conductive sheet precursor 7 is pressed to obtain the thermally conductive sheet 1 .
  • step D the sliced surface of the thermal conductive sheet precursor 7 is pressed.
  • the binder resin 2 and the scaly boron nitride 3 are included, and the scaly boron nitride 3 is the thickness of the thermally conductive sheet 1.
  • a thermally conductive sheet 1 oriented in the direction B and having tackiness on both sides is obtained.
  • the thermally conductive sheet 1 obtained in the step D has tackiness on both sides, so that the thermally conductive sheet 1 can be prevented from being displaced when mounted.
  • step D the thermally conductive sheet precursor 7 obtained in step C is pressed to convert the binder resin 2 constituting the thermally conductive sheet precursor 7 into the thermally conductive sheet 1 (the thermally conductive sheet precursor 7 after pressing). , and the heat conductive sheet 1 comes to have tackiness.
  • the binder resin 2 that oozes out onto the surface of the heat conductive sheet 1 may be in an uncured state or in a state in which curing has progressed by several percent.
  • the thermally conductive sheet 1 obtained in step D has a smoother surface, and the adhesion between the thermally conductive sheet 1 and other members can be further improved.
  • a pair of press devices consisting of a flat plate and a press head with a flat surface can be used to press the heat conductive sheet precursor 7 .
  • the heat conductive sheet precursor 7 may be pressed with pinch rolls.
  • the pressure during pressing may be, for example, in the range of 0.1 to 100 MPa, may be in the range of 0.1 to 1 MPa, or may be in the range of 0.1 to 0.5 MPa.
  • pressing may be performed at a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the binder resin 2 constituting the thermally conductive sheet precursor 7 .
  • the pressing temperature may range, for example, from 0 to 180°C, may range from room temperature (eg, 25°C) to 100°C, or may range from 30 to 100°C. Press times can range, for example, from 10 seconds to 5 minutes, and may range from 30 seconds to 3 minutes. From the viewpoint of more effectively expressing the tackiness of the heat conductive sheet 1, for example, the pressure during pressing is preferably in the range of 0.3 to 0.6 MPa, and the pressing temperature is preferably in the range of 60 to 100.degree.
  • step D is cross-sectional views for explaining an example of step D of pressing a thermally conductive sheet precursor to obtain a thermally conductive sheet in the method for manufacturing a thermally conductive sheet.
  • the arrows in FIGS. 4 and 5 represent the direction of pressing.
  • step D as shown in FIG. 4, the state in which the thermally conductive sheet precursor 7 is sandwiched between the release films 6, that is, the laminate of the release film 6A, the thermally conductive sheet precursor 7, and the release film 6B is pressed. good too. This can prevent the thermally conductive sheet precursor 7 from adhering to the pressing device when the thermally conductive sheet precursor 7 is pressed.
  • step D a film having regular irregularities on its surface may be used as the release film 6 shown in FIG.
  • the thermally conductive sheet 1 having a regular pattern formed on the surface as described above can be obtained, and the followability (adherence) of the release film 6 to the thermally conductive sheet 1 is improved. 1 can be more effectively expressed.
  • the irregularities with regularity refer to shapes that can form a pattern having the regularity described above in the heat conductive sheet 1, for example, the shape of the recesses or protrusions in a plan view has a geometry such as a polygonal shape having sides that are not orthogonal to each other.
  • the regular unevenness may be linear or wavy in the shape of the concave portion or the convex portion in a plan view.
  • a specific example of the release film 6 having regular unevenness on the surface is the product name NEF (embossed film having diamond-shaped unevenness on the surface) manufactured by Ishijima Kagaku Kogyo.
  • step D as shown in FIG. 5, the thermally conductive sheet precursor 7 is sandwiched between release films 6A and 6B, and a rubber cushion 8 having a regular pattern is placed outside the release films 6A and 6B.
  • a laminated body in which the rubber cushion 8A, the release film 6A, the heat conductive sheet precursor 7, the release film 6B and the rubber cushion 8B are arranged in this order may be pressed.
  • the heat conductive sheet 1 having a regular pattern formed on the surface as described above can be obtained, and the followability (adhesion) of the release film 6 to the heat conductive sheet 1 is improved, and heat is applied.
  • the tack force of the conductive sheet 1 can be exhibited more effectively.
  • the rubber cushion 8 having a regular pattern means, for example, that the pattern of the rubber cushion 8 in a plan view is similar to the above-described regular unevenness.
  • a specific example of the rubber cushion 8 having a regular pattern is YOM-F01 FDRR (rubber cushion having a diamond-shaped pattern on its surface) manufactured by Yamauchi Corporation.
  • step D as shown in FIGS. 4 and 5 , the heat conductive sheet precursor 7 sandwiched between the release films 6 is pressed, whereby the heat conductive sheet 1 sandwiched between the release films 6 shown in FIG. A supply form 5 of conductive sheet is obtained.
  • the heat conductive sheet 1 from which the release film 6 is peeled off from the heat conductive sheet supply form 5 has tackiness on both sides, so that it can be attached to an adherend and positional displacement during mounting can be suppressed.
  • the method of pressing the thermally conductive sheet precursor 7 in step D is not limited to the method shown in FIGS. A mode of pressing only from the upper side may be used. Such a method can also obtain the thermally conductive sheet 1 in the same manner as the method shown in FIGS.
  • the thermally conductive sheet supply form 5 shown in FIG. can do. That is, when the thermal conductive sheet supply form 5 is pressed at 90° C. and 0.5 MPa for 3 minutes, the tack force of the thermal conductive sheet 1 (thermal conductive sheet precursor 7 after pressing) is equal to that of the thermal conductive sheet precursor before pressing. It can be four times or more the tack force of the body 7 . As described above, the tack force of the heat conductive sheet 1 is four times or more the tack force of the heat conductive sheet precursor 7 before pressing, so that the heat conductive sheet 1 and the adherend (eg, IC) are bonded together.
  • the adherend eg, IC
  • Adhesion is further improved, and misalignment between the heat conductive sheet 1 and the adherend can be more effectively suppressed. Further, since the tack force of the heat conductive sheet 1 is four times or more the tack force of the heat conductive sheet precursor 7 before pressing, a certain amount of vibration is applied to the heat conductive sheet 1 once attached. Also, the positional deviation of the heat conductive sheet 1 is less likely to occur, which is preferable from the viewpoint of improving workability, productivity, yield, and the like.
  • the thermally conductive sheet 1 is, for example, an electronic device (thermal device) having a structure arranged between a heat generating body and a radiator so that the heat generated by the heat generating body is released to the heat radiator.
  • An electronic device has at least a heating element, a radiator, and a thermally conductive sheet 1, and may further have other members as necessary.
  • the heating element is not particularly limited. and electronic components that generate heat in.
  • the heating element also includes components for receiving optical signals, such as optical transceivers in communication equipment.
  • the radiator is not particularly limited, and examples include those used in combination with integrated circuit elements, transistors, optical transceiver housings, such as heat sinks and heat spreaders.
  • the radiator in addition to the heat spreader and the heat sink, any material can be used as long as it conducts the heat generated from the heat source and dissipates it to the outside.
  • a heat pipe, a metal cover, a housing, and the like can be mentioned.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device to which a heat conductive sheet according to the present technology is applied.
  • the heat conductive sheet 1 is mounted on a semiconductor device 50 built in various electronic devices, and sandwiched between a heat generator and a radiator.
  • a semiconductor device 50 shown in FIG. 6 includes an electronic component 51 , a heat spreader 52 , and a heat conductive sheet 1 .
  • sandwiching the heat conductive sheet 1 between the heat spreader 52 and the heat sink 53 , together with the heat spreader 52 a heat dissipation member for dissipating the heat of the electronic component 51 is configured.
  • the mounting location of the heat conductive sheet 1 is not limited to between the heat spreader 52 and the electronic component 51 or between the heat spreader 52 and the heat sink 53, but can be appropriately selected according to the configuration of the electronic device or semiconductor device.
  • Example 1 In Example 1, 33% by volume of silicone resin, 27% by volume of scaly boron nitride having a hexagonal crystal shape (D50 is 40 ⁇ m), 20% by volume of aluminum nitride (D50 is 1.2 ⁇ m), and alumina A resin composition for forming a heat conductive sheet was prepared by uniformly mixing 19% by volume of particles (D50 of 1 ⁇ m) and 1% by volume of a silane coupling agent. By extrusion molding, the resin composition for forming the heat conductive sheet is poured into a mold (opening: 50 mm ⁇ 50 mm) having a rectangular parallelepiped internal space, and heated in an oven at 60 ° C. for 4 hours to form a molded block.
  • a mold opening: 50 mm ⁇ 50 mm
  • a release PET film was attached to the inner surface of the mold so that the release-treated surface faced the inside.
  • a thermally conductive sheet precursor in which scaly boron nitride was oriented in the thickness direction of the sheet was obtained.
  • the obtained thermally conductive sheet precursor was sandwiched between release-treated PET films and pressed under the conditions of 90° C., 0.5 MPa, and 3 minutes. As a result, a thermally conductive sheet of Example 1 (supply form of a thermally conductive sheet sandwiched between PET films) was obtained.
  • Example 2 In Example 2, 37% by volume of silicone resin, 23% by volume of scaly boron nitride (D50 is 40 ⁇ m) having a hexagonal crystal shape, 20% by volume of aluminum nitride (D50 is 1.5 ⁇ m), and alumina A resin composition for forming a heat conductive sheet is prepared by uniformly mixing 17% by volume of particles (D50 of 1 ⁇ m), 1% by volume of aluminum hydroxide (8 ⁇ m of D50), and 1% by volume of a silane coupling agent. A thermal conductive sheet precursor was obtained in the same manner as in Example 1 except for the preparation.
  • thermally conductive sheet precursor was sandwiched between release-treated PET films and pressed under the conditions of 90° C., 0.5 MPa, and 3 minutes.
  • a thermally conductive sheet of Example 2 supplied form of a thermally conductive sheet in which the thermally conductive sheet is sandwiched between PET films.
  • Example 3 In Example 3, the same resin composition for forming a thermally conductive sheet as in Example 1 was used to obtain a thermally conductive sheet precursor. The obtained thermally conductive sheet precursor was sandwiched between embossed films of PET having regular irregularities that had been peeled off, and pressed under the conditions of 90° C., 0.5 MPa, and 3 minutes. As a result, a thermally conductive sheet of Example 3 (supply form of a thermally conductive sheet sandwiched between PET films) was obtained.
  • Example 4 In Example 4, the same resin composition for forming a thermally conductive sheet as in Example 1 was used to obtain a thermally conductive sheet precursor. The resulting thermally conductive sheet precursor was sandwiched between release-treated PET films, and a rubber cushion with a regular pattern was placed on the outer side of the PET film. pressed with As a result, a thermally conductive sheet of Example 4 (supply form of a thermally conductive sheet sandwiched between PET films) was obtained.
  • Comparative Example 1 a heat conductive sheet precursor was obtained in the same manner as in Example 1. Then, in Comparative Example 1, the obtained thermally conductive sheet precursor was sandwiched between release-treated PET films. However, in Comparative Example 1, unlike in Example 1, the obtained thermal conductive sheet precursor was not pressed.
  • the thermal conductivity (W/m ⁇ K) in the thickness direction of each thermal conductive sheet was measured. Specifically, using a thermal resistance measuring device conforming to ASTM-D5470, a load of 1 kgf/cm 2 was applied to measure the thermal conductivity of the thermal conductive sheet before and after pressing (immediately after pressing). In Examples 1 to 4, the thermal conductivity of the thermally conductive sheet supply form (thermally conductive sheet precursor) before pressing and the thermal conductivity of the thermally conductive sheet obtained by peeling the PET film from the thermally conductive sheet supply form after pressing rate was measured. In Comparative Examples 1 and 2, the thermal conductivity of the thermally conductive sheet precursor was measured before pressing. Table 1 shows the results. In Table 1, "-" for the thermal conductivity immediately after pressing means that the measurement was not performed because the pressing was not performed.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of evaluating whether or not the heat conductive sheet slips off the aluminum plate when the heat conductive sheet is placed on the aluminum plate and shifted by 90°.
  • FIG. 7(A) after placing the thermally conductive sheet 1 on the horizontally placed aluminum plate 9, as shown in FIG. 7(B), while holding the thermally conductive sheet 1, the aluminum plate 9 was tilted by 90°, it was evaluated whether or not the heat conductive sheet 1 slipped down from the aluminum plate 9.
  • Table 1 shows the results. In Table 1, "fixed just by placing” means that the thermal conductive sheet 1 did not slip off the aluminum plate 9, and “not fixed” means that the thermal conductive sheet 1 slipped off the aluminum plate 9. .
  • thermoelectric sheet 1 in FIG. 7 As the heat conductive sheet 1 in FIG. 7, in Examples 1 to 4, a heat conductive sheet obtained by removing the PET film from the supply form of the heat conductive sheet was used, and in Comparative Examples 1 and 2, a heat conductive sheet precursor was used. It was used.
  • the tack force (gf) of the surface of the thermally conductive sheet (the thermally conductive sheet precursor immediately after pressing) obtained in Examples 1 to 4 was measured by the following method. After the supply form of the thermally conductive sheet obtained in Examples 1 to 4 was pressed under the conditions described above, the thermally conductive sheet supply form was further press-treated at 0.5 MPa for 30 seconds to obtain a thermally conductive sheet. Within 3 minutes after peeling off the PET film from the supply form, the thermal conductive sheet was pushed by 50 ⁇ m at 2 mm/sec with a probe having a diameter of 5.1 mm, and the tack force on the surface of the thermal conductive sheet was measured when it was pulled out at 10 mm/sec. . Table 1 shows the results. In Table 1, "-" for the tack force after pressing means that the measurement was not performed because the pressing was not performed.
  • the thermally conductive sheets obtained in Examples 1 to 4 contained a binder resin and scaly boron nitride, and the scaly boron nitride was oriented in the thickness direction of the thermally conductive sheet. It was also found that the heat conductive sheets obtained in Examples 1 to 4 had tackiness on both sides of the heat conductive sheet. It was also found that the heat conductive sheets obtained in Examples 1 to 4 were fixed when placed on an aluminum plate. This suggests that the thermally conductive sheets in Examples 1 to 4 can suppress misalignment during mounting of the thermally conductive sheets.
  • Thermally conductive sheet 2 Binder resin 3 Scale-like boron nitride 3A Scale-like boron nitride a Major axis b Thickness c Minor axis 4 Other thermally conductive materials 5 Supply form of thermally conductive sheet 6 Release film, 7 Thermal conductive sheet precursor, 8 Rubber cushion, 9 Aluminum plate, 50 Semiconductor device, 51 Electronic component, 52 Heat spreader, 53 Heat sink

Abstract

表面にタック性を有する熱伝導シートの提供。 熱伝導シート1は、バインダ樹脂2と、鱗片状の窒化ホウ素3とを含み、鱗片状の窒化ホウ素3が熱伝導シート1の厚み方向Bに配向しており、熱伝導シート1の両面がタック性を有する。熱伝導シートの製造方法は、バインダ樹脂2と鱗片状の窒化ホウ素3とを含む熱伝導組成物を調製する工程Aと、熱伝導組成物から成形体ブロックを形成する工程Bと、成形体ブロックをシート状にスライスして熱伝導シート前駆体7を得る工程Cと、熱伝導シート前駆体7をプレスして熱伝導シート1を得る工程Dとを有する。

Description

熱伝導シートの供給形態及び熱伝導シート
 本技術は、熱伝導シートの供給形態及び熱伝導シートに関する。本出願は、日本国において2021年2月10日に出願された日本特許出願番号特願2021-020252を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照されることにより、本出願に援用される。
 電子機器の高性能化に伴って、半導体素子の高密度化、高実装化が進んでいる。これに伴って、電子機器を構成する電子部品からの発熱をさらに効率的に放熱することが重要である。例えば、半導体装置は、効率的に放熱するために、電子部品が、熱伝導シートを介して、放熱ファン、放熱板等のヒートシンクに取り付けられている。熱伝導シートとしては、例えば、シリコーン樹脂に、無機フィラーなどの充填剤を含有(分散)させたものが広く使用されている。この熱伝導シートのような放熱部材は、更なる熱伝導率の向上が要求されている。例えば、熱伝導シートの高熱伝導性を目的として、バインダ樹脂などのマトリックス内に配合されている無機フィラーの充填率を高めることが検討されている。しかし、無機フィラーの充填率を高めると、熱伝導シートの柔軟性が損なわれたり、粉落ちが発生したりするため、無機フィラーの充填率を高めることには限界がある。
 無機フィラーとしては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。また、高熱伝導率を目的として、窒化ホウ素、黒鉛等の鱗片状粒子、炭素繊維などをマトリクス内に充填させることもある。これは、鱗片状粒子等の有する熱伝導率の異方性によるものである。例えば、炭素繊維の場合は、繊維方向に約600~1200W/m・Kの熱伝導率を有することが知られている。また、窒化ホウ素の場合は、面方向に約110W/m・K程度の熱伝導率を有し、面方向に対して垂直な方向に約2W/m・K程度の熱伝導率を有することが知られている。
 特許文献1には、窒化ホウ素を含む熱伝導シートが記載されている。このような熱伝導シートは、例えば、熱伝導シート形成用の樹脂組成物から成形体ブロックを作製し、スライスすることで得られる。しかし、このように成形体ブロックをスライスして熱伝導シートを作製すると、熱伝導シートの表面にタック性がないという問題がある。このように、熱伝導シートの表面にタック性がないと、熱伝導シートを被着体に貼り付けることができず、熱伝導シートの実装時に位置ずれが起こるおそれがある。
国際公開WO2019/026745号公報
 本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、表面にタック性を有する熱伝導シートを提供する。
 本技術に係る熱伝導シートは、バインダ樹脂と、鱗片状の窒化ホウ素とを含み、鱗片状の窒化ホウ素が熱伝導シートの厚み方向に配向しており、熱伝導シートの両面がタック性を有する。
 本技術に係る熱伝導シートの製造方法は、バインダ樹脂と鱗片状の窒化ホウ素とを含む熱伝導組成物を調製する工程Aと、熱伝導組成物から成形体ブロックを形成する工程Bと、成形体ブロックをシート状にスライスして熱伝導シート前駆体を得る工程Cと、熱伝導シート前駆体をプレスして熱伝導シートを得る工程Dとを有する。
 本技術によれば、表面にタック性を有する熱伝導シートを提供することができる。
図1は、熱伝導シートの一例を示す断面図である。 図2は、結晶形状が六方晶型である鱗片状の窒化ホウ素を模式的に示す斜視図である。 図3は、熱伝導シートの供給形態の一例を示す断面図である。 図4は、熱伝導シートの製造方法における、熱伝導シート前駆体をプレスして熱伝導シートを得る工程Dの一例を説明するための断面図である。 図5は、熱伝導シートの製造方法における、熱伝導シート前駆体をプレスして熱伝導シートを得る工程Dの一例を説明するための断面図である。 図6は、熱伝導シートを適用した半導体装置の一例を示す断面図である。 図7は、熱伝導シートをアルミ板の上に載せ、90°ずらしたときに、アルミ板から熱伝導シートがずり落ちるかどうかの評価方法を説明するための図である。
 本明細書において、鱗片状の窒化ホウ素や熱伝導材料の平均粒径(D50)とは、例えば、鱗片状の窒化ホウ素や熱伝導材料の粒子径分布全体を100%とした場合に、粒子径分布の小粒子径側から粒子径の値の累積カーブを求めたとき、その累積値が50%となるときの粒子径をいう。なお、本明細書における粒度分布(粒子径分布)は、体積基準によって求められたものである。粒度分布の測定方法としては、例えば、レーザー回折型粒度分布測定機を用いる方法が挙げられる。
 本技術に係る熱伝導シートは、バインダ樹脂と、鱗片状の窒化ホウ素とを含み、鱗片状の窒化ホウ素が熱伝導シートの厚み方向に配向しており、熱伝導シートの両面がタック性を有する。このように、本技術に係る熱伝導シートは、熱伝導シートの表面がタック性を有するため、熱伝導シートを被着体に貼り付けることができ、熱伝導シートの実装時の位置ずれを抑制できる。
 図1は、熱伝導シートの一例を示す断面図である。熱伝導シート1は、バインダ樹脂2と、鱗片状の窒化ホウ素3とを含み、鱗片状の窒化ホウ素3が、熱伝導シート1の厚み方向Bに配向している。換言すると、熱伝導シート1は、鱗片状の窒化ホウ素3の面方向(例えば窒化ホウ素3の長軸)が、熱伝導シート1の厚み方向Bに配向していてもよい。また、熱伝導シート1は、鱗片状の窒化ホウ素3以外の他の熱伝導材料4をさらに含んでもよい。以下、熱伝導シート1の構成要素の具体例について説明する。
 <バインダ樹脂>
 バインダ樹脂2は、鱗片状の窒化ホウ素3と他の熱伝導材料4とを熱伝導シート1内に保持するためのものである。バインダ樹脂2は、熱伝導シート1に要求される機械的強度、耐熱性、電気的性質等の特性に応じて選択される。バインダ樹脂2としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂の中から選択することができる。
 熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体等のエチレン-αオレフィン共重合体、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリフッ化ビニリデン及びポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)樹脂、ポリフェニレン-エーテル共重合体(PPE)樹脂、変性PPE樹脂、脂肪族ポリアミド類、芳香族ポリアミド類、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル等のポリメタクリル酸エステル類、ポリアクリル酸類、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトン、ポリケトン、液晶ポリマー、シリコーン樹脂、アイオノマー等が挙げられる。
 熱可塑性エラストマーとしては、スチレン- ブタジエンブロック共重合体又はその水添化物、スチレン-イソプレンブロック共重合体又はその水添化物、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
 熱硬化性樹脂としては、架橋ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。架橋ゴムの具体例としては、天然ゴム、アクリルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合ゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレン-プロピレン共重合ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、及びシリコーンゴムが挙げられる。
 バインダ樹脂2としては、例えば、電子部品の発熱面とヒートシンク面との密着性を考慮するとシリコーン樹脂が好ましい。シリコーン樹脂としては、例えば、アルケニル基を有するシリコーンを主成分とし、硬化触媒を含有する主剤と、ヒドロシリル基(Si-H基)を有する硬化剤とからなる、2液型の付加反応型シリコーン樹脂を用いることができる。アルケニル基を有するシリコーンとしては、例えば、ビニル基を有するポリオルガノシロキサンを用いることができる。硬化触媒は、アルケニル基を有するシリコーン中のアルケニル基と、ヒドロシリル基を有する硬化剤中のヒドロシリル基との付加反応を促進するための触媒である。硬化触媒としては、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として周知の触媒が挙げられ、例えば、白金族系硬化触媒、例えば白金、ロジウム、パラジウムなどの白金族金属単体や塩化白金などを用いることができる。ヒドロシリル基を有する硬化剤としては、例えば、ヒドロシリル基を有するポリオルガノシロキサンを用いることができる。バインダ樹脂2は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 熱伝導シート1中のバインダ樹脂2の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、熱伝導シート1中のバインダ樹脂2の含有量は、熱伝導シート1の柔軟性の観点では、20体積%以上とすることができ、25体積%以上であってもよく、30体積%以上であってもよく、33体積%以上であってもよい。また、熱伝導シート1中のバインダ樹脂2の含有量は、熱伝導シート1の熱伝導率の観点では、70体積%以下とすることができ、60体積%以下であってもよく、50体積%以下であってもよく、40体積%以下であってもよく、37体積%以下であってもよい。熱伝導シート1中のバインダ樹脂2の含有量は、例えば、熱伝導シート1の柔軟性の観点では、25~60体積%とすることが好ましく、30~40体積%とすることもでき、33~37体積%とすることもできる。
 <鱗片状の窒化ホウ素>
 熱伝導シート1は、鱗片状の窒化ホウ素3を含む。鱗片状の窒化ホウ素3とは、長軸と短軸と厚みとを有する窒化ホウ素であって、高アスペクト比(長軸/厚み)であり、長軸を含む面方向に等方的な熱伝導率を有する窒化ホウ素である。短軸とは、鱗片状の窒化ホウ素3の長軸を含む面において、鱗片状の窒化ホウ素3の粒子の略中央部で長軸に交差する方向であって、鱗片状の窒化ホウ素3の最も短い部分の長さをいう。厚みとは、鱗片状の窒化ホウ素3の長軸を含む面の厚みを10点測定して平均した値をいう。鱗片状の窒化ホウ素3は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 図2は、鱗片状の窒化ホウ素の一例である、結晶形状が六方晶型である鱗片状の窒化ホウ素3Aを模式的に示す斜視図である。図2中、aは鱗片状の窒化ホウ素3Aの長軸を表し、bは鱗片状の窒化ホウ素3Aの厚みを表し、cは鱗片状の窒化ホウ素3Aの短軸を表す。鱗片状の窒化ホウ素3としては、熱伝導シート1の熱伝導率の観点から、図2に示すように結晶形状が六方晶型である鱗片状の窒化ホウ素3Aを用いることが好ましい。
 鱗片状の窒化ホウ素3の平均粒径(D50)は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、鱗片状の窒化ホウ素3の平均粒径は、10μm以上とすることができ、20μm以上であってもよく、30μm以上であってもよく、35μm以上であってもよい。また、鱗片状の窒化ホウ素3の平均粒径の上限値は、150μm以下とすることができ、100μm以下であってもよく、90μm以下であってもよく、80μm以下であってもよく、70μm以下であってもよく、50μm以下であってもよく、45μm以下であってもよい。熱伝導シート1の熱伝導率の観点から、鱗片状の窒化ホウ素3の平均粒径は、20~100μmとすることが好ましい。鱗片状の窒化ホウ素3のアスペクト比は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、鱗片状の窒化ホウ素3のアスペクト比は、10~100の範囲とすることができる。鱗片状の窒化ホウ素3の長軸と短軸との比(長軸/短軸)の平均値は、例えば、0.5~10の範囲とすることができ、1~5の範囲とすることもでき、1~3の範囲とすることもできる。
 熱伝導シート1中の鱗片状の窒化ホウ素3の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、熱伝導シート1中の鱗片状の窒化ホウ素3の含有量は、熱伝導シート1の熱伝導率の観点では、15体積%以上とすることができ、20体積%以上であってもよく、23体積%以上であってもよい。また、熱伝導シート1中の鱗片状の窒化ホウ素3の含有量の上限値は、熱伝導シート1の柔軟性の観点では、例えば、45体積%以下とすることができ、40体積%以下であってもよく、35体積%以下であってもよく、30体積%以下であってもよい。熱伝導シート1の熱伝導率の観点から、熱伝導シート1中の鱗片状の窒化ホウ素3の含有量は、20~35体積%とすることが好ましく、20~30体積%とすることがより好ましく、23~27体積%とすることがさらに好ましい。
 <他の熱伝導材料>
 他の熱伝導材料4は、上述した鱗片状の窒化ホウ素3以外の熱伝導材料である。他の熱伝導材料4の形状は、例えば、球状、粉末状、顆粒状、扁平状、繊維状等が挙げられる。他の熱伝導材料4は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 他の熱伝導材料4の材質は、例えば、熱伝導シート1の絶縁性を確保する観点では、酸化アルミニウム(アルミナ、サファイア)、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウムなどを用いることができる。また、他の熱伝導材料4は、熱伝導シート1の熱伝導率の観点では、窒化アルミニウム粒子とアルミナ粒子とを併用する態様や、窒化アルミニウム粒子とアルミナ粒子と酸化亜鉛と水酸化アルミニウムとを併用する態様が好ましい。窒化アルミニウム粒子の平均粒径(D50)は、例えば、1~5μmとすることができ、1~3μmであってもよく、1~2μmであってもよい。また、アルミナ粒子の平均粒径(D50)は、例えば、0.1~10μmとすることができ、0.1~8μmであってもよく、0.1~7μmであってもよく、0.1~2μmであってもよい。酸化亜鉛粒子の平均粒径(D50)は、例えば、0.1~5μmとすることができ、0.5~3μmであってもよく、0.5~2μmであってもよい。水酸化アルミニウム粒子の平均粒径(D50)は、例えば、1~10μmとすることができ、2~9μmであってもよく、6~8μmであってもよい。
 熱伝導シート1中の他の熱伝導材料4の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択できる。熱伝導シート1中の他の熱伝導材料4の含有量は、熱伝導シート1の熱伝導率の観点では、10体積%以上とすることができ、15体積%以上であってもよく、20体積%以上であってもよく、25体積%以上であってもよく、30体積%以上であってもよく、35体積%以上であってもよい。また、熱伝導シート1中の他の熱伝導材料4の含有量は、熱伝導シート1の柔軟性の観点では、50体積%以下とすることができ、45体積%以下であってもよく、40体積%以下であってもよい。
 他の熱伝導材料4として、窒化アルミニウム粒子とアルミナ粒子とを併用する場合、熱伝導シート1中、アルミナ粒子の含有量は10~25体積%とすることが好ましく、窒化アルミニウム粒子の含有量は10~25体積%とすることが好ましい。また、他の熱伝導材料4として、窒化アルミニウム粒子とアルミナ粒子と酸化亜鉛粒子と水酸化アルミニウム粒子とを併用する場合、熱伝導シート1中、アルミナ粒子の含有量は10~25体積%とすることが好ましく、窒化アルミニウム粒子の含有量は10~25体積%とすることが好ましく、酸化亜鉛粒子の含有量は0.1~3体積%とすることが好ましく、水酸化アルミニウム粒子の含有量は0.1~3体積%とすることが好ましい。
 熱伝導シート1は、本技術の効果を損なわない範囲で、上述した成分以外の他の成分をさらに含有してもよい。他の成分としては、例えば、シランカップリング剤(カップリング剤)、分散剤、硬化促進剤、遅延剤、粘着付与剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤などが挙げられる。例えば、熱伝導シート1は、鱗片状の窒化ホウ素3及び他の熱伝導材料4の分散性をより向上させて、熱伝導シート1の柔軟性をより向上させる観点で、シランカップリング剤で処理した鱗片状の窒化ホウ素3及び/又はシランカップリング剤で処理した他の熱伝導材料4を用いてもよい。
 熱伝導シート1の厚みは、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、熱伝導シート3の厚みは、0.05mm以上とすることができ、0.1mm以上とすることもできる。また、熱伝導シート1の厚みの上限値は、5mm以下とすることができ、4mm以下であってもよく、3mm以下であってもよい。熱伝導シート1は、取り扱い性の観点では、厚みが0.1~4mmであることが好ましい。熱伝導シート3の厚みは、例えば、熱伝導シート1の厚みを任意の5箇所で測定し、その算術平均値から求めることができる。
 熱伝導シート1は、電子部品の軽量化の観点では比重が小さいほど好ましい。例えば、熱伝導シート1は、比重が2.7以下であってもよく、2.6以下であってもよく、2.5以下であってもよく、2.4以下であってもよく、2.3以下であってもよい。また、熱伝導シート1は、比重が2.0以上であってもよく、2.1以上であってもよく、2.2以上であってもよい。熱伝導シート1の比重は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
 熱伝導シート1は、表面に規則性を有するパターンを有していてもよい。熱伝導シート1は、表面に規則性を有するパターンを有することにより、外観上、他の熱伝導シートと容易に区別できる。また、熱伝導シート1は、表面に規則性を有するパターンを有することにより、例えば、被着体に貼り付けられた際に、熱伝導シートと被着体との間に空気が内包されることを抑制でき、熱伝導シートを被着体により確実に貼り付けることができる。そのため、熱伝導シートの実装時の密着性をより良好にすることができる。規則性を有するパターンは、目視可能な模様であり、例えば、互いに直交しない辺を有する多角形状等の幾何学模様や、複数の円形、楕円形が連続する模様、あるいはこれら幾何学模様と円形、楕円形の模様が混在する模様が挙げられる。
 図3は、熱伝導シートの供給形態の一例を示す断面図である。熱伝導シート1は、図3に示すように、剥離フィルム6で挟持された熱伝導シートの供給形態5とすることもできる。熱伝導シートの供給形態5は、例えば、剥離フィルム6Aと熱伝導シート1と剥離フィルム6Bとをこの順に備える積層体である。換言すると、熱伝導シートの供給形態5は、剥離フィルム6が、1枚の熱伝導シート1の両面に設けられている。また、熱伝導シートの供給形態5は、縦横に所定の間隔で配置された複数の熱伝導シート1の両面に、剥離フィルム6が設けられていてもよい。
 熱伝導シートの供給形態5は、以下の条件で測定したタック力が20gf以上であることが好ましく、75gf以上であってもよく、80gf以上であってもよい。
測定方法:剥離フィルム6で挟んだ熱伝導シート1(熱伝導シートの供給形態5)を0.5MPaで30秒プレス処理し、熱伝導シート1から剥離フィルム6を剥離してから3分以内に、直径5.1mmのプローブにより2mm/秒で熱伝導シート1を50μm押し込み、10mm/秒で引き抜く。
 剥離フィルム6は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、ポリオレフィン、ポリメチルペンテン、グラシン紙等が挙げられる。剥離フィルム6の厚みは、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、5~200μmとすることができる。また、剥離フィルム6は、厚みが薄い方が、熱伝導シート1に対する追従性(密着性)がより良好となり、熱伝導シート1のタック力をより効果的に発現できる。例えば、熱伝導シート1のタック力をより効果的に発現させる観点では、剥離フィルム6は、厚みが薄いPETフィルムが好ましい。剥離フィルム6Aと剥離フィルム6Bは、材質が同じであってもよいし、材質が異なっていてもよい。また、剥離フィルム6Aと剥離フィルム6Bは、厚みが同じであってもよいし、厚みが異なっていてもよい。
 次に、熱伝導シート1の製造方法について説明する。熱伝導シート1の製造方法は、熱伝導組成物を調製する工程Aと、熱伝導組成物から成形体ブロックを形成する工程Bと、成形体ブロックをシート状にスライスして熱伝導シート前駆体を得る工程Cと、熱伝導シート前駆体をプレスして熱伝導シートを得る工程Dとを有する。
 工程Aでは、バインダ樹脂2と、鱗片状の窒化ホウ素3とを含む熱伝導組成物を調製する。熱伝導組成物は、バインダ樹脂2と、鱗片状の窒化ホウ素3の他に、他の熱伝導材料4をさらに含んでもよい。熱伝導組成物は、各種添加剤や揮発性溶剤ととともに公知の手法で均一に混合してもよい。工程Aの一態様としては、鱗片状の窒化ホウ素3と、他の熱伝導材料4とをバインダ樹脂2に分散させた熱伝導組成物を調製する。
 工程Bでは、工程Aで調製した熱伝導組成物から成形体ブロックを形成する。成形体ブロックの形成方法としては、押出成形法、金型成形法などが挙げられる。押出成形法、金型成形法としては、特に制限されず、公知の各種押出成形法、金型成形法の中から、熱伝導組成物の粘度や熱伝導シートに要求される特性等に応じて適宜採用することができる。
 例えば、押出成形法において、熱伝導組成物をダイより押し出す際、あるいは金型成形法において、熱伝導組成物を金型へ圧入する際、バインダ樹脂2が流動し、その流動方向に沿って鱗片状の窒化ホウ素3が配向する。
 成形体ブロックの大きさ・形状は、求められる熱伝導シート1の大きさに応じて決めることができる。例えば、断面の縦の大きさが0.5~15cmで横の大きさが0.5~15cmの直方体が挙げられる。直方体の長さは必要に応じて決定すればよい。押出成形法では、熱伝導組成物の硬化物からなり、押出方向に鱗片状の窒化ホウ素3の面方向(鱗片状の窒化ホウ素3の長軸a)が配向した、柱状の成形体ブロックを形成しやすい。
 工程Cでは、成形体ブロックをシート状にスライスして、熱伝導シート前駆体7を得る。スライスにより得られる熱伝導シート前駆体の表面(スライス面)には、鱗片状の窒化ホウ素3が露出する。スライスする方法としては特に制限はなく、成形体ブロックの大きさや機械的強度により公知のスライス装置(好ましくは超音波カッタ)の中から適宜選択することができる。成形体ブロックのスライス方向としては、成形方法が押出成形法である場合、押出し方向に配向しているものもあるため、押出し方向に対して60~120度であることが好ましく、70~100度の方向であることがより好ましく、90度(垂直)の方向であることがさらに好ましい。工程Bで押出成形法により柱状の成形体ブロックを形成した場合、工程Cでは、成形体ブロックの長さ方向に対して略垂直方向にスライスすることが好ましい。
 工程Dでは、熱伝導シート前駆体7をプレスして熱伝導シート1を得る。具体的に、工程Dでは、熱伝導シート前駆体7のスライス面をプレスする。このように、工程Cで得られた熱伝導シート前駆体7をプレスすることにより、バインダ樹脂2と、鱗片状の窒化ホウ素3とを含み、鱗片状の窒化ホウ素3が熱伝導シート1の厚み方向Bに配向しており、両面がタック性を有する熱伝導シート1が得られる。このように、工程Dで得られる熱伝導シート1は、両面がタック性を有するため、熱伝導シート1の実装時の位置ずれを抑制できる。
 工程Dでは、工程Cで得られた熱伝導シート前駆体7をプレスすることにより、熱伝導シート前駆体7を構成するバインダ樹脂2が熱伝導シート1(プレス後の熱伝導シート前駆体7)の表面に染み出し、熱伝導シート1がタック性を有するようになる。熱伝導シート1の表面に染み出すバインダ樹脂2は、未硬化の状態であってもよく、数%程度硬化が進んだ状態であってもよい。
 また、工程Dで得られる熱伝導シート1は、表面がより平滑化され、他の部材と熱伝導シート1との密着性をより向上させることができる。
 熱伝導シート前駆体7のプレスには、平盤と表面が平坦なプレスヘッドとからなる一対のプレス装置を使用できる。また、ピンチロールで熱伝導シート前駆体7をプレスしてもよい。プレスの際の圧力は、例えば、0.1~100MPaの範囲とすることができ、0.1~1MPaの範囲であってもよく、0.1~0.5MPaの範囲であってもよい。プレスの効果をより高め、プレス時間を短縮するために、熱伝導シート前駆体7を構成するバインダ樹脂2のガラス転移温度(Tg)以上でプレスを行ってもよい。プレス温度は、例えば、0~180℃の範囲とすることができ、室温(例えば25℃)~100℃の範囲であってもよく、30~100℃の範囲であってもよい。プレス時間は、例えば、10秒~5分の範囲とすることができ、30秒~3分の範囲であってもよい。熱伝導シート1のタック性をより効果的に発現させる観点では、例えば、プレスの際の圧力は0.3~0.6MPaの範囲が好ましく、プレス温度は60~100℃の範囲が好ましい。
 図4,5は、熱伝導シートの製造方法における、熱伝導シート前駆体をプレスして熱伝導シートを得る工程Dの一例を説明するための断面図である。図4,5中の矢印は、プレスの方向を表す。工程Dでは、図4に示すように、熱伝導シート前駆体7を剥離フィルム6で挟持した状態、すなわち、剥離フィルム6Aと熱伝導シート前駆体7と剥離フィルム6Bとの積層体をプレスしてもよい。これにより、熱伝導シート前駆体7をプレスする際に、熱伝導シート前駆体7がプレス装置に付着してしまうことを防止できる。
 工程Dでは、図4に示す剥離フィルム6として、表面に規則性の凹凸を有するフィルムを用いてもよい。これにより、上述のような表面に規則性を有するパターンが形成された熱伝導シート1が得られるとともに、熱伝導シート1に対する剥離フィルム6の追従性(密着性)がより良好となり、熱伝導シート1のタック力をより効果的に発現できる。また、熱伝導シート前駆体7をプレスする際に熱伝導シート前駆体7がプレス装置に付着してしまうことを防止できる。規則性の凹凸とは、熱伝導シート1に上述した規則性を有するパターンを形成可能な形状、例えば、平面視における凹部または凸部の形状が、互いに直交しない辺を有する多角形状等の幾何学模様や、複数の円形、楕円形が連続する模様、あるいはこれら幾何学模様と円形、楕円形の模様が混在する模様であることが挙げられる。また、規則性の凹凸は、平面視における凹部または凸部の形状が、ライン状や波状であってもよい。表面に規則性の凹凸を有する剥離フィルム6の具体例としては、石島化学工業社製の製品名NEF(表面にダイヤ形状の凹凸を有するエンボスフィルム)が挙げられる。
 また、工程Dでは、図5に示すように、熱伝導シート前駆体7を剥離フィルム6A,6Bで挟持し、さらにこの剥離フィルム6A,6Bの外側に、規則性の模様を有するラバークッション8を配置した状態、すなわち、ラバークッション8A、剥離フィルム6A、熱伝導シート前駆体7、剥離フィルム6B及びラバークッション8Bをこの順に有する積層体をプレスしてもよい。このような態様でも、上述した、表面に規則性を有するパターンが形成された熱伝導シート1が得られるとともに、熱伝導シート1に対する剥離フィルム6の追従性(密着性)がより良好となり、熱伝導シート1のタック力をより効果的に発現できる。また、熱伝導シート前駆体7をプレスする際に熱伝導シート前駆体7がプレス装置に付着してしまうことを防止できる。規則性の模様を有するラバークッション8とは、例えば、平面視におけるラバークッション8の模様が、上述した規則性の凹凸と同様であることが挙げられる。規則性の模様を有するラバークッション8の具体例としては、ヤマウチ社製の製品名YOM-F01 FDRR(表面にダイヤ形状の模様を有するラバークッション)が挙げられる。
 工程Dでは、図4,5に示すように、熱伝導シート前駆体7を剥離フィルム6で挟持した状態でプレスすることで、図3に示す剥離フィルム6で熱伝導シート1が挟持された熱伝導シートの供給形態5が得られる。この熱伝導シートの供給形態5から剥離フィルム6が剥離された熱伝導シート1は、両面がタック性を有するため、被着体に貼り付けることができ、実装時の位置ずれを抑制できる。なお、工程Dにおける熱伝導シート前駆体7をプレスする方法は、図4,5に示す方法に限定されず、例えば、熱伝導シート前駆体7をステージに置いて、熱伝導シート前駆体7の上側からのみプレスする態様であってもよい。このような方法でも、図4,5に示す方法と同様に熱伝導シート1を得ることができる。
 例えば、工程Dで図3に示す熱伝導シートの供給形態5を、90℃、0.5MPaで3分間プレスする場合、プレス前後の熱伝導シート前駆体7のタック力の差を4倍以上とすることができる。すなわち、熱伝導シートの供給形態5を、90℃、0.5MPaで3分間プレスする場合、熱伝導シート1(プレス後の熱伝導シート前駆体7)のタック力をプレス前の熱伝導シート前駆体7のタック力の4倍以上とすることができる。このように、熱伝導シート1のタック力が、プレス前の熱伝導シート前駆体7のタック力の4倍以上であることにより、例えば、熱伝導シート1と被着体(例えばIC)との密着性がより向上し、熱伝導シート1と被着体との位置ずれをより効果的に抑制できる。また、熱伝導シート1のタック力が、プレス前の熱伝導シート前駆体7のタック力の4倍以上であることにより、一度貼り付けた熱伝導シート1に対してある程度の振動が加えられても、熱伝導シート1の位置ずれが起こりにくくなるため、作業性や生産性の向上、歩留まりの改善などの観点で好ましい。
 <電子機器>
 熱伝導シート1は、例えば、発熱体と放熱体との間に配置させることにより、発熱体で生じた熱を放熱体に逃がすためにそれらの間に配された構造の電子機器(サーマルデバイス)とすることができる。電子機器は、発熱体と放熱体と熱伝導シート1とを少なくとも有し、必要に応じて、その他の部材をさらに有していてもよい。
 発熱体としては、特に限定されず、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリなどの集積回路素子、トランジスタ、抵抗器など、電気回路において発熱する電子部品等が挙げられる。また、発熱体には、通信機器における光トランシーバ等の光信号を受信する部品も含まれる。
 放熱体としては、特に限定されず、例えば、ヒートシンクやヒートスプレッダなど、集積回路素子やトランジスタ、光トランシーバ筐体などと組み合わされて用いられるものが挙げられる。放熱体としては、ヒートスプレッダやヒートシンク以外にも、熱源から発生する熱を伝導して外部に放散させるものであればよく、例えば、放熱器、冷却器、ダイパッド、プリント基板、冷却ファン、ペルチェ素子、ヒートパイプ、金属カバー、筐体等が挙げられる。
 図6は、本技術に係る熱伝導シートを適用した半導体装置の一例を示す断面図である。例えば、熱伝導シート1は、図6に示すように、各種電子機器に内蔵される半導体装置50に実装され、発熱体と放熱体との間に挟持される。図6に示す半導体装置50は、電子部品51と、ヒートスプレッダ52と、熱伝導シート1とを備え、熱伝導シート1がヒートスプレッダ52と電子部品51との間に挟持される。熱伝導シート1が、ヒートスプレッダ52とヒートシンク53との間に挟持されることにより、ヒートスプレッダ52とともに、電子部品51の熱を放熱する放熱部材を構成する。熱伝導シート1の実装場所は、ヒートスプレッダ52と電子部品51との間や、ヒートスプレッダ52とヒートシンク53との間に限らず、電子機器や半導体装置の構成に応じて、適宜選択できる。
 以下、本技術の実施例について説明する。本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
 <実施例1>
 実施例1では、シリコーン樹脂33体積%と、結晶形状が六方晶型である鱗片状の窒化ホウ素(D50が40μm)27体積%と、窒化アルミニウム(D50が1.2μm)20体積%と、アルミナ粒子(D50が1μm)19体積%と、シランカップリング剤1体積%とを均一に混合することにより、熱伝導シート形成用の樹脂組成物を調製した。押出成形法により、熱伝導シート形成用の樹脂組成物を、直方体状の内部空間を有する金型(開口部:50mm×50mm)中に流し込み、60℃のオーブンで4時間加熱させて成形体ブロックを形成した。なお、金型の内面には、剥離処理面が内側となるように剥離PETフィルムを貼り付けておいた。得られた成形体ブロックをスライサーで1mm厚のシート状にスライスすることにより、鱗片状の窒化ホウ素がシートの厚み方向に配向した熱伝導シート前駆体を得た。得られた熱伝導シート前駆体を剥離処理したPETフィルムの間に挟み、90℃、0.5MPa、3分の条件でプレスした。これにより、実施例1の熱伝導シート(熱伝導シートがPETフィルムで挟持された熱伝導シートの供給形態)を得た。
 <実施例2>
 実施例2では、シリコーン樹脂37体積%と、結晶形状が六方晶型である鱗片状の窒化ホウ素(D50が40μm)23体積%と、窒化アルミニウム(D50が1.5μm)20体積%と、アルミナ粒子(D50が1μm)17体積%と、水酸化アルミニウム(D50が8μm)1体積%と、シランカップリング剤1体積%とを均一に混合することにより、熱伝導シート形成用の樹脂組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シート前駆体を得た。得られた熱伝導シート前駆体を剥離処理したPETフィルムの間に挟み、90℃、0.5MPa、3分の条件でプレスした。これにより、実施例2の熱伝導シート(熱伝導シートがPETフィルムで挟持された熱伝導シートの供給形態)を得た。
 <実施例3>
 実施例3では、実施例1と同様の熱伝導シート形成用の樹脂組成物を用いて熱伝導性シート前駆体を得た。得られた熱伝導シート前駆体を剥離処理した規則性の凹凸があるPETのエンボスフィルムの間に挟み、90℃、0.5MPa、3分の条件でプレスした。これにより、実施例3の熱伝導シート(熱伝導シートがPETフィルムで挟持された熱伝導シートの供給形態)を得た。
 <実施例4>
 実施例4では、実施例1と同様の熱伝導シート形成用の樹脂組成物を用いて熱伝導性シート前駆体を得た。得られた熱伝導シート前駆体を剥離処理したPETフィルムの間に挟み、さらに、このPETフィルムの外側に規則性の模様があるラバークッションを配置し、90℃、0.5MPa、3分の条件でプレスした。これにより、実施例4の熱伝導シート(熱伝導シートがPETフィルムで挟持された熱伝導シートの供給形態)を得た。
 <比較例1>
 比較例1では、実施例1と同様の方法で熱伝導シート前駆体を得た。そして、比較例1では、得られた熱伝導シート前駆体を剥離処理したPETフィルムの間に挟んだ。しかし、比較例1では、実施例1のように、得られた熱伝導シート前駆体をプレスしなかった。
 <比較例2>
 比較例2では、シリコーン樹脂37体積%と、結晶形状が六方晶型である鱗片状の窒化ホウ素(D50が40μm)23体積%と、窒化アルミニウム(D50が1.5μm)20体積%と、アルミナ粒子(D50が1μm)19体積%と、シランカップリング剤1体積%とを均一に混合することにより、熱伝導シート形成用の樹脂組成物を調製した。この熱伝導シート形成用の樹脂組成物を用いて、実施例1と同様の方法で熱伝導シート前駆体を得た。そして、比較例2では、得られた熱伝導シート前駆体を剥離処理したPETフィルムの間に挟んだ。しかし、比較例2では、実施例1のように、得られた熱伝導シート前駆体をプレスしなかった。
 <熱伝導率>
 熱伝導シートの厚み方向の熱伝導率(W/m・K)をそれぞれ測定した。具体的には、ASTM-D5470に準拠した熱抵抗測定装置を用いて、荷重1kgf/cmをかけて、プレス前およびプレス後(プレス直後)の熱伝導シートの熱伝導率を測定した。実施例1~4では、プレス前の熱伝導シートの供給形態(熱伝導シート前駆体)の熱伝導率と、プレス後の熱伝導シートの供給形態からPETフィルムを剥がした熱伝導シートの熱伝導率を測定した。比較例1,2では、プレス前の熱伝導シート前駆体の熱伝導率を測定した。結果を表1に示す。表1中、プレス直後の熱伝導率が「-」とは、プレスを行わなかったため測定しなかったことを意味する。
 <比重>
 実施例1~4で得られた熱伝導シート及び比較例1,2で得られた熱伝導シート前駆体について、シートの縦、横の長さと厚みから求めた体積と熱伝導シートの重量を測定することにより、熱伝導シート又は熱伝導シート前駆体の比重を求めた。結果を表1に示す。
 <アルミ板への固定>
 図7は、熱伝導シートをアルミ板の上に載せ、90°ずらしたときに、アルミ板から熱伝導シートがずり落ちるかどうかの評価方法を説明するための図である。図7(A)に示すように、水平に置いたアルミ板9の上に熱伝導シート1を載せた後、図7(B)に示すように、熱伝導シート1を保持しながらアルミ板9を90°傾けたときに、アルミ板9から熱伝導シート1がずり落ちるかどうかを評価した。結果を表1に示す。表1中、「置くだけで固定」とはアルミ板9から熱伝導シート1がずり落ちなかったことを表し、「固定されない」とはアルミ板9から熱伝導シート1がずり落ちたことを表す。なお、図7中の熱伝導シート1として、実施例1~4では、熱伝導シートの供給形態からPETフィルムを剥がした熱伝導シートを使用し、比較例1,2では、熱伝導シート前駆体を使用した。
 <シートを剥がした後の転着>
 実施例1~4で得られたプレス後の熱伝導シートの供給形態を、0.5MPaで30秒プレス処理し、この熱伝導シートの供給形態からPETフィルムを剥がした際に、このPETフィルムに、熱伝導シートの跡(白色)が付着したかどうかを目視で確認した。また、比較例1,2で得られたPETフィルムで挟持された熱伝導シート前駆体を、0.5MPaで30秒プレス処理し、このPETフィルムで挟持された熱伝導シート前駆体からPETフィルムを剥がした際に、このPETフィルムに、熱伝導シート前駆体の跡(白色)が付着したかどうかを目視で確認した。結果を表1に示す。
 <シート表面>
 実施例1~4で得られた熱伝導シートの表面を目視により評価した。結果を表1に示す。表1中、シート表面が「-」とは、プレスを行わなかったため評価しなかったことを意味する。
 <シート化直後のタック力>
 得られた熱伝導シート前駆体について、直径5.1mmのプローブにより熱伝導シート前駆体を2mm/秒で50μm押し込み、10mm/秒で引き抜いた際の熱伝導シート前駆体の表面のタック力(gf)を求めた。なお、実施例1~4では、スライス後プレス前の熱伝導シート前駆体を対象とした。結果を表1に示す。
 <プレス後のタック力>
 実施例1~4で得られた熱伝導シート(プレス直後の熱伝導シート前駆体)表面のタック力(gf)を、次の方法で測定した。実施例1~4で得られた熱伝導シートの供給形態を上述した条件でプレス処理した後、さらに、この熱伝導シートの供給形態を、0.5MPaで30秒プレス処理し、熱伝導シートの供給形態からPETフィルムを剥離して3分以内に、直径5.1mmのプローブにより2mm/秒で熱伝導シートを50μm押し込み、10mm/秒で引き抜いた際の熱伝導シート表面のタック力を測定した。結果を表1に示す。表1中、プレス後のタック力が「-」とは、プレスを行わなかったため測定しなかったことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例1~4で得られた熱伝導シートは、バインダ樹脂と、鱗片状の窒化ホウ素とを含み、鱗片状の窒化ホウ素が熱伝導シートの厚み方向に配向していた。また、実施例1~4で得られた熱伝導シートは、熱伝導シートの両面がタック性を有することが分かった。また、実施例1~4で得られた熱伝導シートをアルミ板の上に置いたときに固定されることが分かった。このことから、実施例1~4における熱伝導シートは、熱伝導シートの実装時の位置ずれを抑制できることが示唆された。
 一方、比較例1,2では、熱伝導シート(熱伝導シート前駆体)の両面がタック性を有しないことが分かった。比較例1,2では、実施例1~4のように、熱伝導シート前駆体をプレスしなかったためと考えられる。
1 熱伝導シート、2 バインダ樹脂、3 鱗片状の窒化ホウ素、3A 鱗片状の窒化ホウ素、a 長軸、b 厚み、c 短軸、4 他の熱伝導材料、5 熱伝導シートの供給形態、6 剥離フィルム、7 熱伝導シート前駆体、8 ラバークッション、9 アルミ板、50 半導体装置、51 電子部品、52 ヒートスプレッダ、53 ヒートシンク

Claims (16)

  1.  バインダ樹脂と、鱗片状の窒化ホウ素とを含み、
     上記鱗片状の窒化ホウ素が当該熱伝導シートの厚み方向に配向しており、
     当該熱伝導シートの両面がタック性を有する、熱伝導シート。
  2.  当該熱伝導シートの表面に、規則性を有するパターンを有する、請求項1に記載の熱伝導シート。
  3.  請求項1または2に記載の熱伝導シートが剥離フィルムで挟持された、熱伝導シートの供給形態。
  4.  以下の条件で測定したタック力が80gf以上である、請求項3に記載の熱伝導シートの供給形態。
    測定方法:当該熱伝導シートの供給形態を0.5MPaで30秒プレス処理し、上記熱伝導シートから剥離フィルムを剥離してから3分以内に、直径5.1mmのプローブにより2mm/秒で上記熱伝導シートを50μm押し込み、10mm/秒で引き抜く。
  5.  上記剥離フィルムを上記熱伝導シートから剥離した際に、上記熱伝導シートを構成する上記バインダ樹脂及び上記鱗片状の窒化ホウ素の一部が上記剥離フィルムに転着する、請求項3または4に記載の熱伝導シートの供給形態。
  6.  上記熱伝導シートが、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛および水酸化アルミニウムの少なくとも1種をさらに含む、請求項3~5のいずれか1項に記載の熱伝導シートの供給形態。
  7.  上記剥離フィルムが、1枚の熱伝導シートの両面に設けられている、請求項3~6のいずれか1項に記載の熱伝導シートの供給形態。
  8.  上記剥離フィルムが、縦横に所定の間隔で配置された複数の上記熱伝導シートの両面に設けられている、請求項3~6のいずれか1項に記載の熱伝導シートの供給形態。
  9.  請求項3~8のいずれか1項に記載の熱伝導シートの供給形態から、上記剥離フィルムが剥離された、熱伝導シート。
  10.  請求項1、2、9のいずれか1項に記載の熱伝導シートを備える、電子機器。
  11.  請求項1または2に記載の熱伝導シートに用いられる、熱伝導シートの前駆体であって、
     90℃、0.5MPaで3分間プレスする前後のタック力の差が4倍以上である、熱伝導シートの前駆体。
  12.  請求項3~8のいずれか1項に記載の熱伝導シートの供給形態における熱伝導シートに用いられる、熱伝導シートの前駆体であって、
     90℃、0.5MPaで3分間プレスする前後のタック力の差が4倍以上である、熱伝導シートの前駆体。
  13.  バインダ樹脂と鱗片状の窒化ホウ素とを含む熱伝導組成物を調製する工程Aと、
     上記熱伝導組成物から成形体ブロックを形成する工程Bと、
     上記成形体ブロックをシート状にスライスして熱伝導シート前駆体を得る工程Cと、
     上記熱伝導シート前駆体をプレスして熱伝導シートを得る工程Dと
     を有する熱伝導シートの製造方法。
  14.  上記工程Dでは、上記熱伝導シート前駆体をプレスすることで、プレス前の上記熱伝導シート前駆体と比べて4倍以上のタック力を有する上記熱伝導シートを得る、請求項13に記載の熱伝導シートの製造方法。
  15.  上記工程Bでは、押出形成法により、上記熱伝導組成物から成形体ブロックを形成する、請求項13または14に記載の熱伝導シートの製造方法。
  16.  上記工程Dでは、剥離フィルムで挟持された上記熱伝導シート前駆体をプレスすることで、上記剥離フィルムで熱伝導シートが挟持された熱伝導シートの供給形態を得る、請求項13~15のいずれか1項に記載の熱伝導シートの製造方法。
     
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010114421A (ja) * 2008-10-08 2010-05-20 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、及びその熱伝導シートの製造方法
JP2010132866A (ja) * 2008-10-28 2010-06-17 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、この熱伝導シートの製造方法及び熱伝導シートを用いた放熱装置
JP2011162642A (ja) * 2010-02-09 2011-08-25 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、その製造方法及び熱伝導シートを用いた放熱装置
JP2012038763A (ja) * 2010-08-03 2012-02-23 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び熱伝導シートを用いた放熱装置
JP2012109313A (ja) * 2010-11-15 2012-06-07 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び放熱装置
JP2013016647A (ja) * 2011-07-04 2013-01-24 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート及び放熱装置
JP2016092407A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 デクセリアルズ株式会社 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、放熱部材及び半導体装置
JP2016121341A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 デクセリアルズ株式会社 熱伝導シートの製造方法、熱伝導シート、及び半導体装置
JP2016189412A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 東洋インキScホールディングス株式会社 伝導性シートの製造方法
JP2020116873A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 デクセリアルズ株式会社 熱伝導性シートの製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010114421A (ja) * 2008-10-08 2010-05-20 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、及びその熱伝導シートの製造方法
JP2010132866A (ja) * 2008-10-28 2010-06-17 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、この熱伝導シートの製造方法及び熱伝導シートを用いた放熱装置
JP2011162642A (ja) * 2010-02-09 2011-08-25 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、その製造方法及び熱伝導シートを用いた放熱装置
JP2012038763A (ja) * 2010-08-03 2012-02-23 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び熱伝導シートを用いた放熱装置
JP2012109313A (ja) * 2010-11-15 2012-06-07 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び放熱装置
JP2013016647A (ja) * 2011-07-04 2013-01-24 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート及び放熱装置
JP2016092407A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 デクセリアルズ株式会社 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、放熱部材及び半導体装置
JP2016121341A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 デクセリアルズ株式会社 熱伝導シートの製造方法、熱伝導シート、及び半導体装置
JP2016189412A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 東洋インキScホールディングス株式会社 伝導性シートの製造方法
JP2020116873A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 デクセリアルズ株式会社 熱伝導性シートの製造方法

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