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技術 伝導性シートの製造方法

出願人 東洋インキSCホールディングス株式会社
発明者 太田大志皆川勇一遠藤航
出願日 2015年3月30日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2015-069225
公開日 2016年11月4日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2016-189412
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物 電気装置の冷却等 積層体(2) 高分子成形体の製造 半導体または固体装置の冷却等
主要キーワード ハイブリッドパッケージ 加圧プレス処理 カーボンスプレー 高感度型 熱伝導物質 マルチモジュール 熱伝導性接着シート 鱗片状窒化ホウ素
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この項目の情報は公開日時点(2016年11月4日)のものです。
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課題

本発明の目的は、所定のアスペクト比を有する伝導性物質を含む伝導性シート表面に、凸部を有する部材を接触させることで伝導性シート表面に凹凸を形成させ、シート厚み方向熱伝導性を向上させた伝導性シートの製造方法を提案することである。

解決手段

バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる凹部を有する伝導性シートの製造方法であって、前記凹部の十点平均粗さRzJISが、前記伝導性物質の平均長径の1/3以上且つ前記伝導性シートの厚みの1/2以下である伝導性シートの製造方法であって、バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる伝導性シート原反の片面もしくは両面を、凸部を有する部材に接触させる接触工程と、前記凸部を有する部材と前記伝導性シート原反と剥離させる剥離工程を含むことを特徴とする伝導性シートの製造方法。

概要

背景

近年、エレクトロニクス分野発展が目覚しく、特に電子機器の小型化、軽量化、高密度化高出力化が進み、これらの性能に対する要求がますます高度なものとなっている。電子回路の小型化、高密度化のために高絶縁性信頼性が求められるほか、特に、電子機器の高出力化に伴う発熱による電子機器の劣化防止のための放熱性向上が強く求められている。

エレクトロニクス分野では絶縁材として高分子材料が好適に用いられており、放熱性を向上させるため、高分子材料の熱伝導性の向上が望まれるようになった。しかし、高分子材料の熱伝導性向上には限界があったため、熱伝導性粒子を高分子材料に混合し、放熱性を向上させる方法が開発された。また、近年は、熱伝導性部材として、それらをシート状に成形した熱伝導性を有する接着シートや、粘着シートとしての利用も検討されている。

熱伝導性粒子を使用した熱伝導性部材として、例えば、特許文献1や2には無機粒子を使用した熱伝導性接着シートが開示されている。これら熱伝導性部材の熱伝導性を高めるためには、粒子充填率を上げることが効果的であるが、粒子量の増加に伴い、高分子材料成分が減少するため、成膜性基材追従性の低下が起こってしまう。また、特に接着シート用途においては、充填率を高めることにより接着成分が減少し、接着性が失われてしまうといった課題があった。

そこで、特許文献3や4のように、粒子の充填率が低い状態で粒子の接触(熱伝パス)を形成させるため、熱伝導性部材に磁場や電場をかけて粒子の配向制御する方法が報告されている。しかし、これらの手法は、工業化を考えたときに実用的なものではない。

また、特許文献5や6では、シート厚み方向の熱伝導性を向上させた熱伝導性シートとして、マトリックス樹脂中に鱗片状窒化ホウ素二次凝集粒子を含む熱伝導性シートが提案されている。しかしこれらの手法は、熱伝導性シート中の鱗片状窒化ホウ素をランダム配向させているに過ぎず、熱伝導物質長径方向がシート厚み方向へ十分に配向できていない。

すなわち、凝集粒子配向度熱伝導シート中における配向度の限界となっており、シート厚み方向の熱伝導性が十分に向上しないため、放熱特性に優れた熱伝導シートが得られないという問題がある。
また、特許文献5及び6に記載の熱伝導性シートを得るための二次凝集窒化ホウ素粒子を得るためには、噴霧乾燥撹拌乾燥静置乾燥等の公知の方法によって製造する必要があり、生産工程が増加するという問題がある。

また、特許文献7では、パワーデバイスにおいて、熱伝導性シートと接する面に所定の大きさの凹凸を設けることで、熱伝導シートをパワーモジュールに組み込んだ際に、部材との界面付近において熱伝導性シート中の鱗片状窒化ホウ素を厚み方向に配向させたパワーモジュールが提案されている。しかしこの手法では、パワーモジュールの熱伝導性シートに接する部材に凹凸面を設ける必要があり、シートとしての汎用性が不足しているという問題がある。

このように、従来の手法では、高い熱伝導性を有する熱伝導性樹脂組成物や熱伝導性シートを作製することが困難であった。

概要

本発明の目的は、所定のアスペクト比を有する伝導性物質を含む伝導性シート表面に、凸部を有する部材を接触させることで伝導性シート表面に凹凸を形成させ、シート厚み方向の熱伝導性を向上させた伝導性シートの製造方法を提案することである。バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる凹部を有する伝導性シートの製造方法であって、前記凹部の十点平均粗さRzJISが、前記伝導性物質の平均長径の1/3以上且つ前記伝導性シートの厚みの1/2以下である伝導性シートの製造方法であって、バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる伝導性シート原反の片面もしくは両面を、凸部を有する部材に接触させる接触工程と、前記凸部を有する部材と前記伝導性シート原反と剥離させる剥離工程を含むことを特徴とする伝導性シートの製造方法。

目的

本発明の目的は、所定のアスペクト比を有する伝導性物質を含む伝導性シート表面に、凸部を有する部材を接触させることで伝導性シート表面に凹凸を形成させ、シート厚み方向の熱伝導性を向上させた伝導性シートの製造方法を提案することである

効果

実績

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請求項1

バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる凹部を有する伝導性シートの製造方法であって、前記凹部の十点平均粗さRzJISが、前記伝導性物質の平均長径の1/3以上且つ前記伝導性シートの厚みの1/2以下である伝導性シートの製造方法であって、バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる伝導性シート原反の片面もしくは両面を、凸部を有する部材に接触させる接触工程と、前記凸部を有する部材と前記伝導性シート原反と剥離させる剥離工程を含むことを特徴とする伝導性シートの製造方法。

請求項2

伝導性物質が、熱伝導性物質である請求項1記載の伝導性シートの製造方法。

請求項3

さらに、剥離工程に、伝導性シートの凹部を充填材料充填する充填工程を含む、請求項1または2記載の伝導性シートの製造方法。

請求項4

請求項1〜3いずれか記載の伝導性シートの製造方法で製造されてなる伝導性シート。

請求項5

請求項4記載の伝導性シートを加圧してなる、伝導性接着シート

請求項6

伝導性物質が、窒化ホウ素であり、伝導性接着シートの厚み方向にX線照射して得られるX線回折図において、窒化ホウ素の配向度(<100>面と<002>面の回折ピーク強度比(I<100>/I<002>)が0.015以上であることを特徴とする請求項4または5記載の伝導性接着シート。

請求項7

伝導性物質が、アルミナであり、伝導性接着シートの厚み方向にX線を照射して得られるX線回折図において、アルミナの配向度(<110>面と<006>面の回折ピーク強度比(I<110>/I<006>)が5以上であることを特徴とする請求項4または5記載の伝導性接着シート。

請求項8

請求項4〜7いずれか記載の伝導性シートと、発熱部材と積層してなる積層体

請求項9

発熱部材が、電子部品である請求項6記載の積層体。

技術分野

0001

本発明は、電子機器の熱や帯電した静電気を逃がすためなどの伝導性シートとその製造方法、伝導性接着シート及び発熱部材と伝導性シートの積層体に関する。

背景技術

0002

近年、エレクトロニクス分野発展が目覚しく、特に電子機器の小型化、軽量化、高密度化高出力化が進み、これらの性能に対する要求がますます高度なものとなっている。電子回路の小型化、高密度化のために高絶縁性信頼性が求められるほか、特に、電子機器の高出力化に伴う発熱による電子機器の劣化防止のための放熱性向上が強く求められている。

0003

エレクトロニクス分野では絶縁材として高分子材料が好適に用いられており、放熱性を向上させるため、高分子材料の熱伝導性の向上が望まれるようになった。しかし、高分子材料の熱伝導性向上には限界があったため、熱伝導性粒子を高分子材料に混合し、放熱性を向上させる方法が開発された。また、近年は、熱伝導性部材として、それらをシート状に成形した熱伝導性を有する接着シートや、粘着シートとしての利用も検討されている。

0004

熱伝導性粒子を使用した熱伝導性部材として、例えば、特許文献1や2には無機粒子を使用した熱伝導性接着シートが開示されている。これら熱伝導性部材の熱伝導性を高めるためには、粒子充填率を上げることが効果的であるが、粒子量の増加に伴い、高分子材料成分が減少するため、成膜性基材追従性の低下が起こってしまう。また、特に接着シート用途においては、充填率を高めることにより接着成分が減少し、接着性が失われてしまうといった課題があった。

0005

そこで、特許文献3や4のように、粒子の充填率が低い状態で粒子の接触(熱伝パス)を形成させるため、熱伝導性部材に磁場や電場をかけて粒子の配向制御する方法が報告されている。しかし、これらの手法は、工業化を考えたときに実用的なものではない。

0006

また、特許文献5や6では、シート厚み方向の熱伝導性を向上させた熱伝導性シートとして、マトリックス樹脂中に鱗片状窒化ホウ素二次凝集粒子を含む熱伝導性シートが提案されている。しかしこれらの手法は、熱伝導性シート中の鱗片状窒化ホウ素をランダム配向させているに過ぎず、熱伝導物質長径方向がシート厚み方向へ十分に配向できていない。

0007

すなわち、凝集粒子配向度熱伝導シート中における配向度の限界となっており、シート厚み方向の熱伝導性が十分に向上しないため、放熱特性に優れた熱伝導シートが得られないという問題がある。
また、特許文献5及び6に記載の熱伝導性シートを得るための二次凝集窒化ホウ素粒子を得るためには、噴霧乾燥撹拌乾燥静置乾燥等の公知の方法によって製造する必要があり、生産工程が増加するという問題がある。

0008

また、特許文献7では、パワーデバイスにおいて、熱伝導性シートと接する面に所定の大きさの凹凸を設けることで、熱伝導シートをパワーモジュールに組み込んだ際に、部材との界面付近において熱伝導性シート中の鱗片状窒化ホウ素を厚み方向に配向させたパワーモジュールが提案されている。しかしこの手法では、パワーモジュールの熱伝導性シートに接する部材に凹凸面を設ける必要があり、シートとしての汎用性が不足しているという問題がある。

0009

このように、従来の手法では、高い熱伝導性を有する熱伝導性樹脂組成物や熱伝導性シートを作製することが困難であった。

先行技術

0010

特開平6−162855号公報
特開2004−217861号公報
特開2006−335957号公報
特開2007−332224号公報
特開平11−26661号公報
特開平11−60216号公報
特開2011−142129号公報

発明が解決しようとする課題

0011

本発明の目的は、所定のアスペクト比を有する伝導性物質を含む伝導性シート表面に、凸部を有する部材を接触させることで伝導性シート表面に凹凸を形成させ、シート厚み方向の熱伝導性を向上させた伝導性シートの製造方法を提案することである。

課題を解決するための手段

0012

すなわち、本発明は、バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる凹部を有する伝導性シートの製造方法であって、
前記凹部の十点平均粗さRzJISが、前記伝導性物質の平均長径の1/3以上且つ前記伝導性シートの厚みの1/2以下である伝導性シートの製造方法であって、
バインダーと、平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質とを含んでなる伝導性シート原反の片面もしくは両面を、凸部を有する部材に接触させる接触工程と、
前記凸部を有する部材と前記伝導性シート原反と剥離させる剥離工程を含むことを特徴とする伝導性シートの製造方法に関する。

0013

また、本発明は、伝導性物質が、熱伝導性物質である上記伝導性シートの製造方法に関する。

0014

また、本発明は、さらに、剥離工程に、伝導性シートの凹部を充填材料充填すること充填工程を含む、上記伝導性シートの製造方法に関する。

0015

また、本発明は、請上記伝導性シートを加圧加熱してなる、伝導性接着シートに関する。

0016

また、本発明は、伝導性物質が、窒化ホウ素であり、
伝導性接着シートの厚み方向にX線照射して得られるX線回折図において、窒化ホウ素の配向度(<100>面と<002>面の回折ピーク強度比(I<100>/I<002>)が0.015以上であることを特徴とする上記伝導性接着シートに関する。

0017

また、本発明は、伝導性物質が、アルミナであり、
伝導性接着シートの厚み方向にX線を照射して得られるX線回折図において、アルミナの配向度(<110>面と<006>面の回折ピーク強度比(I<110>/I<006>)が5以上であることを特徴とする上記伝導性接着シートに関する。

0018

また、本発明は、上記伝導性シートと、発熱部材と積層してなる積層体に関する。

0019

また、本発明は、発熱部材が、電子部品である上記積層体に関する。

発明の効果

0020

本発明の凹部を有する伝導性シートは、あらかじめ伝導性シートの表面に凹凸を形成することにより、所定のアスペクト比を有する伝導性物質を、シート厚み方向に配向させることで、伝導性を向上させることができ、加圧加熱して積層体を得る際にもその配向が低下しない放熱特性に優れた伝導性シートの製造方法及び伝導性接着シートを提供することができる。

図面の簡単な説明

0021

凹部を有する伝導性シートの表面写真である。
伝導性シート凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートの断面写真である。
伝導性シート凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートの断面図の拡大写真である。

0022

<実施の工程1(接触工程)、2(剥離工程)>
<凸部を有する部材に接触させる接触工程と、前記凸部を有する部材と前記伝導性シート原反と剥離させる剥離工程を含むことを特徴とする伝導性シートの製造方法>
本発明に用いられる凹部を有する伝導性シートの製造方法について説明する。前記伝導性物質の平均長径の1/3以上且つ前記伝導シートの厚みの1/2以下の十点平均粗さRzJISを有する凹部が前記伝導シート片面もしくは両面に形成されればよく、凹部を形成させる方法については限定しない。

0023

凹部を形成させる方法として、例えば、伝導シートの片面もしくは両面に、凸部を有するシート状の部材を貼り合せ、プレス機により圧力をかけ、その後、シート状部材を剥離する方法が挙げられる。
また、プレス機は、2つのロールで圧力をかけるものであってもよく、この場合、凸部を有するシート状の部材の代わりに、凸部を有するロールを用いても良い。
凸部を有するロールを用いた場合、もう一方のロールが、平滑な面を有するロール(例えば、金属ロール)である場合は、表面は凹部を有し、裏面は平滑な伝導シートを得ることができる。また、もう一方のロール面が、変形可能なロール(例えば、ゴムロール)である場合、表面に凹部が形成されると同時に裏面に凸部を有する伝導シートを得ることもできる。
2つのロールがそれぞれ、凸部を有するロールであってもよい。より好ましいのは、表面と裏面の凹部の位置を合わせた加工であり、同じ賦型の2つのロールの位置を合わすことで、そのロール間にある伝導シートの両面の凹部の位置を合わせた加工が可能である。
また、片面に凹部を形成させた伝導シートを、凹部が表面にくるように、2枚以上積層させる方法によって作製してもよい。

0024

本発明における「十点平均粗さRzJIS」とは、JIS表面粗さ(B0601:2013)により定義される。
この十点平均粗さRzJISは、断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分において、最高から5番目までの山頂標高平均値と、最深から5番目までの谷底の標高の平均値との差であり、以下の式によって表される。
Rz=((R1+R3+R5+R7+R9)−(R2+R4+R6+R8+R10)/5
上記式中、R1+R3+R5+R7+R9は、最高から5番目までの山頂の標高を意味し、R2+R4+R6+R8+R10は、最深から5番目までの谷底の標高を意味する。
凹部の十点平均粗さRzJISが、前記伝導性物質の平均長径の1/3未満であると、伝導性シートと発熱部材とを積層してなる積層体を形成した際に、伝導性物質の配向制御効果が十分に得られない。

0025

また、凹部の十点平均粗さRzJISが、伝導性シートの厚みの1/2を超えると、伝導性シートの電気絶縁性が低下してしまう。

0026

<伝導性シートの製造方法>
伝導性シートは、基材上に溶剤を含有する伝導性樹脂組成物を塗工・乾燥し、形成できる。なお、伝導性シートは伝導性フィルムと称されることもある。
塗工方法としては、特に限定されず、公知の手法を用いることができ、例えば、ナイフコート、ダイコートリップコート、ロールコート、カーテンコート、バーコート、グラビアコートフレキソコート、ディップコートスプレーコートスピンコート等が挙げられる。

0028

シートの厚さは、用途に応じて適宜決定しうるが、接着シートや粘着シート等のように、発熱部材と放熱部材の間に存在し、熱を逃がすために用いられるような場合には、熱伝導性や種々の物性の観点より、通常10〜200μm、好ましくは30〜150μmとするのが良い。また、筺体のように発熱部材からの熱がこもらないようなパッケージとして用いられるような場合には、強度等を鑑みて200μm以上、場合によっては1mm程度の厚さとすることもできる。

0029

<伝導性樹脂組成物の製造方法>
伝導性樹脂組成物は、伝導性物質と、バインダー樹脂と、必要に応じて溶剤とを撹拌混合することで製造することが好ましい。撹拌混合には一般的な撹拌方法を用いることができ、例えば、ディスパースキャンデックス、ペイントコンディショナーサンドミル、らいかい機、メディアレス分散機、三本ロール、ビーズミル等が挙げられ、これらを組み合わせて行うことができる。
撹拌混合後は、伝導性樹脂組成物から気泡を除去するために、脱泡工程を経ることが好ましい。脱泡の方法については特に限定されず、一般的な手法を用いて行うことができるが、例えば、真空脱泡、超音波脱泡等が挙げられる。

0030

<伝導性物質>
平均アスペクト比が10〜1000の伝導性物質がアルミナ、窒化ホウ素、カーボンブラックグラフェンカーボンナノチューブ炭素繊維等の炭素化合物、及び鱗片状又は板状に加工した金、銀、アルミニウム等の金属粉末等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用することもできる。絶縁且つ熱伝導性が求められる場合は、アルミナ及び窒化ホウ素が良い。

0031

伝導性物質の平均長径は、3μm以上50μm以下が好ましい。
伝導性物質の平均長径が3μm未満であると、伝導性物質の平均アスペクト比が小さくなり、凹部を有する伝導性シートの凹凸によって、伝導性物質の長径方向をシート厚み方向に配向させることが難しくなる。
また、伝導性物質とバインダー樹脂との界面が増大するため、界面抵抗によって所望の熱伝導性が得られない。

0032

逆に、伝導性物質の平均長径が50μmを超えると、シート厚み方向に加わる圧力によって伝導性物質がシート面方向に配向する割合が大きくなり、所望の熱伝導性が得られない。
伝導性シートにおける伝導性物質の含有量は、20体積%以上90体積%以下であることが好ましい。
さらに好ましくは30〜80体積%の範囲であることが好ましい。
特に、伝導性シートは、伝導性物質の配向制御によってシート厚み方向の熱伝導性を高めることができるため、伝導性物質の含有量を増大させなくても、所望の熱伝導性が得られる。

0033

20体積%未満の含有量だと、伝導性物質の添加効果が薄く十分な熱伝導性が得られない。
一方、90体積%を越えると相対的にバインダー樹脂の含有量が少なくなり、形成される伝導性シートが脆く、伝導性シート内に空隙が出来るおそれがあり、伝導性シートを使用している間に熱伝導性が徐々に低下する可能性がある。
ここでいう体積%とは、伝導性樹脂組成物中の固形分に対する伝導性物質、バインダー樹脂の重量比比重をもとに計算した理論値を示す。

0034

伝導性シートは、伝導性を向上させる観点から、伝導性物質の一次粒子凝集させた二次凝集体をさらに含有することができる。
この二次凝集体を構成する一次粒子の平均長径は、好ましくは15μm以下、より好ましくは1μm以上10μm以下である。

0035

大きさの異なる複数の種類の伝導性物質を用いることもでき、その場合には、比較的小さなものと比較的大きなものを組み合わせて用いることが、凝集体内の空隙率を減らすという点で好ましい。

0036

一次粒子の平均長径が小さ過ぎると、凝集体内における一次粒子同士の接点が多くなり、接触抵抗が大きくなるため熱伝導性が低下する傾向にある。
一方、一次粒子の平均長径が大き過ぎると、一次粒子の凝集密度が低く、空隙が多くなりすぎてしまうため、二次凝集体自体の熱伝導性が低下すると共に、伝導性シートを作製する際に二次凝集体が崩れ易くなる。その結果、所望の伝導性の向上効果が得られない。
なお、本発明における伝導性物質の平均一次粒子径は、粒度分布計(例えば、Malvern Instruments社製、マスターサイザー2000)で測定したときの値である。

0037

二次凝集体の平均粒径は、好ましくは10μm以上100μm以下、より好ましくは20μm以上80μm以下である。二次凝集体の平均粒径が10μm未満であると、所望の伝導性が得られないことがある。一方、二次凝集体の平均粒径が100μmを超えると、伝導性シートを与える樹脂組成物に二次凝集体を混練分散させることが難しくなり、作業性や成形性に支障を生じることがある。
なお、二次凝集体の形状は、球状に限定されることはなく、鱗片状等の他の形状であってもよい。ただし、球状以外の他の形状の場合、平均粒径は当該形状における長辺の長さを意味する。

0038

二次凝集体は、所定の伝導性物質の一次粒子を用いて、公知の方法に従って製造することができる。具体的には、所定の伝導性物質の一次粒子を噴霧乾燥、撹拌乾燥、静置乾燥等の公知の方法によって得ることができる。

0039

<バインダー>
本発明に用いられるバインダー樹脂について説明する。
バインダー樹脂は、伝導性シートを形成しうるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリウレタン樹脂ポリエステル樹脂ポリエステルウレタン樹脂アルキッド樹脂ブチラール樹脂アセタール樹脂ポリアミド樹脂アクリル樹脂スチレン−アクリル樹脂、スチレン樹脂ニトロセルロースベンジルセルロースセルローストリアセテートカゼインシェラックギルソナイトゼラチン、スチレン−無水マレイン酸樹脂ポリブタジエン樹脂ポリ塩化ビニル樹脂ポリ塩化ビニリデン樹脂ポリフッ化ビニリデン樹脂ポリ酢酸ビニル樹脂エチレン酢酸ビニル樹脂塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニルマレイン酸共重合体樹脂フッ素樹脂シリコン樹脂エポキシ樹脂フェノキシ樹脂フェノール樹脂マレイン酸樹脂尿素樹脂メラミン樹脂ベンゾグアナミン樹脂ケトン樹脂石油樹脂ロジンロジンエステルポリビニルアルコールポリビニルピロリドンポリアクリルアミドヒドロキシエチルセルロースヒドロキシプロピルセルロースメチルセルロースエチルセルロースヒドロキシエチルメチルセルロースヒドロキシプロピルメチルセルロースカルボキシメチルセルロースカルボキシメチルエチルセルロースカルボキシメチルニトロセルロース、エチレンビニルアルコール樹脂ポリオレフィン樹脂塩素化ポリオレフィン樹脂変性塩素化ポリオレフィン樹脂および塩素化ポリウレタン樹脂からなるより用途に応じて選ばれる1種または2種以上を適宜使用することができる。
中でも柔軟性の観点からウレタン系樹脂、電子部品として用いる際の絶縁性耐熱性等の観点からエポキシ系樹脂が好適に用いられる。
バインダー樹脂自体硬化するか、もしくは適当な硬化剤との反応により硬化するものを用いることができる。

0040

添加剤
伝導性樹脂組成物には、必要に応じて各種添加剤を加えることができる。各種添加剤としては、例えば、基材密着性を高めるためのカップリング剤吸湿時の絶縁信頼性を高めるためのイオン捕捉剤レベリング剤難燃剤等、その他充填剤等が挙げられる。難燃剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化アルミニウム水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは1種を用いてもよいし、複数種を併用することもできる。

0041

<実施の工程3(充填工程)>
<剥離工程に、伝導性シートの凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートの製造方法>
本発明に用いられる伝導性シートの凹部を充填材料で充填する充填工程について説明する。
熱伝導性にくわえ、シートとしては、接着性が求められており、凹部に充填材料を充填することで、樹脂層が厚くなるために、被着体との接着性が向上し、凸部は、樹脂層が薄いために熱伝導性が維持する。
その結果、得られる伝導性シートは、熱伝導性と接着性に優れたものとなる。
充填方法としては、特に限定されず、公知の手法を用いることができ、例えば、予め種々の方法により作製された充填材料のシートと伝導性シートをラミネートもしくは加圧プレスする方法、伝導性シート上へ種々の方法で塗布する方法などが挙げられる。
充填材料は、樹脂のみでもよく、場合によっては、上記伝導性物質が含まれていてもよい。

0042

<積層体>
本発明の伝導性シート(凹部を有する伝導性シートあるいは凹部を充填した伝導性シート)と発熱部材とを積層してなる積層体は、伝導性シートを発熱部材と放熱部材との間に介在させ、伝導性シートをこれら被着体に接着させることで得られる。
発熱部材としては、集積回路ICチップハイブリッドパッケージマルチモジュールパワートランジスタLED用基板等の種々の電子部品が挙げられる他、建材、車両、航空機船舶等に用いられる物品であって、熱を帯び易く、耐久性性能劣化を防ぐためにその熱を外部に逃がす必要がある物品があげられる。
放熱部材としては、例えば、アルミニウムや銅のフィンや板等を利用したヒートスプレッダ又はヒートシンクヒートパイプに接続されているアルミニウムや銅のブロック、内部に冷却液体ポンプ循環させているアルミニウムや銅のブロック、又はペルチェ素子及びこれを備えたアルミニウムや銅のブロック等が挙げられる。
本発明の積層体は、本発明の製造方法により得られた伝導性シートを介して、発熱部材と放熱部材とを接着させることで成立する。
例えば、半導体チップとヒートシンクとを接着させてなる半導体装置が挙げられる。
接着させる方法に特に制限はないが、150〜200℃に加熱して接着させる方法が簡便であり、一般的である。
また、十分に密着させた状態で接着させるため、低圧力をかけた状態で加熱する方法が好ましい。

0043

伝導性シートと、発熱部材と積層してなる積層体を作製する方法は、発熱部材と放熱部材との間に、前記凹部を有する伝導性シートを挟み、加熱下で加圧プレスすることによって、積層体を得ることができ、発熱部材の熱を効率良く放熱部材に伝えることができる。
加圧プレス処理は、特に限定されず、公知のプレス処理機を使用することができる。また、プレス時の温度は適宜選択することが出来るが、熱硬化性接着シートとして使用するのであれば、バインダー樹脂の熱硬化が起こる温度以上で加熱することが望ましい。必要に応じて真空下にてプレスすることができる。

0044

プレス時の圧力は、適宜選択することができるが、1MPa以上であることが好ましい。
本発明の凹部を有する伝導性シートは、あらかじめ伝導性シートの表面に凹凸を形成することにより、所定のアスペクト比を有する伝導性物質を、シート厚み方向に配向させることで伝導性が向上することを特徴としており、積層体を得た際にも、発熱部材の熱を、凹部を有する伝導性シートを介して効率良く放熱部材に伝えることが可能となる。

0045

本発明の伝導性シートの凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートは、凹部を充填材料で充填することにより、積層体を得る際に、伝導性物質のシート厚み方向への配向がより低下しないものとなる。しかし、内部に凹部の形状をそのまま保持しているため、伝導性シートとしての性能は維持されている。

0046

また、本発明の凹部を有する伝導性シートは、あらかじめ伝導性シートの表面または内部に凹凸を形成させていることから、積層体において、伝導性シートに接する部材(発熱部材及び放熱部材)に凹凸面を設ける必要がなく、シートとしての汎用性が高い。

0047

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における、「部」、「%」、及び「vol%」は、それぞれ「重量部」、「重量%」、及び「体積%」を表し、Mwは重量平均分子量を意味する。
なお、平均一次粒子径、平均粒子径、配向度、熱伝導率については以下のようにして求めた。

0048

<平均一次粒子径>
Malvern Instruments社製粒度分布計マスターサイザー2000を用いて測定した。測定条件乾式ユニットを用いて空気圧2.5バール、また、フィード速度サンプルにより最適化を行った。

0049

<平均粒子径>
Malvern Instruments社製粒度分布計マスターサイザー2000を用いて測定した。測定条件は乾式ユニットを用いて空気圧2.5バール、また、フィード速度はサンプルにより最適化を行った。

0050

<配向度の測定方法
伝導性接着シートにおける鱗片状窒化ホウ素の配向度については、X線回折装置を用い、CuKα線で45KV、40mAの条件で2θ=3〜90°をスキャニングし、41.6°<100>面と26.9°<002>面の回折ピークを求め、回折ピークの強度比(I<100>/I<002>)より求めた。
伝導性接着シートにおける鱗片状アルミナの配向度については、X線回折装置を用い、CuKα線で45KV、40mAの条件で2θ=3〜90°をスキャニングし、37.8°<110>面と41.7°<006>面の回折ピークを求め、回折ピークの強度比(I<110>/I<006>)より求めた。

0051

<熱伝導率>
サンプル試料を15mm角切り出し、サンプル表面に金を蒸着し、カーボンスプレーによりカーボン被覆した後、キセノンフラッシュアナライザーLF447NanoFlash(NETZSCH社製)にて、試料環境25℃での熱拡散率を測定した。比熱容量エスアイアイナノテクノロジー株式会社製の高感度型示差走査熱量計DSC220Cを用いて測定した。密度は水中置換法を用いて算出した。これらパラメータから、熱伝導率を求めた。
表中の略語について以下に示す。
Tol:トルエン
IPA:2−プロパノール

0052

樹脂合成例1>
攪拌機温度計還流冷却器滴下装置窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP−1011」、Mn=1006)401.9重量部、ジメチロールブタン酸12.7重量部、イソホロンジイソシアネート151.0重量部、トルエン40.0重量部を仕込み窒素雰囲気下90℃、3時間反応させ、これ
にトルエン300.0重量部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。
次に、イソホロンジアミン27.8重量部、ジ−n−ブチルアミン3.2重量部、2−プロパノール342.0重量部、トルエン396.0重量部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液815.1重量部を添加し、70℃、3時間反応させ、トルエン144.0重量部、2−プロパノール72.0重量部で希釈し、Mw=54,000、酸価=8mgKOH/gのポリウレタンポリウレア樹脂(樹脂合成例1)溶液を得た。

0053

<樹脂合成例2>
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、導入管、窒素導入管を備えた4口フラスコに、ポリカーボネートジオール(クラレポリオールC−2090:株式会社クラレ製)292.1重量部、テトラヒドロ無水フタル酸リカシッドTH:新日本理化株式会社製)44.9重量部、溶剤としてトルエン350.0重量部を仕込み、窒素気流下、攪拌しながら60℃まで昇温し、均一に溶解させた。続いてこのフラスコを110℃に昇温し、3時間反応させた。その後、40℃に冷却後、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(YD−8125:東都化成株式会社製)62.9重量部、触媒としてトリフェニルホスフィン4.0重量部を添加して110℃に昇温し、8時間反応させた。室温まで冷却後、トルエンで固形分が35%になるように調整し、Mw=25000のカルボキシル基含有変性エステル樹脂(樹脂合成例2)溶液を得た。

0054

<樹脂合成例3>
攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下ロートを備えた4口フラスコに、ブチルアクリレート98.5重量部、アクリル酸1.5重量部、酢酸エチル150.0重量部を仕込み、窒素置換下で70℃まで加熱し、アゾビスイソブチロニトリル0.15重量部を添加し重合を開始した。重合開始後3時間後から1時間おきに5時間後までそれぞれアゾビスイソブチロニトリル0.15重量部を添加し更に2時間重合を行った。その後、酢酸エチル150.0重量部を追加して重合を終了させ、固形分25%、Mw=84000のアクリル樹脂(樹脂合成例3)を得た。

0055

<実施例1>
<伝導性樹脂組成物>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンスマテリアルズジャパン合同会社製「PT160」、平均一次粒子径:8μm)27.69質量部と、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM-5103」)0.28質量部と、バインダー樹脂として、樹脂合成例1で得られたポリウレタンポリウレア樹脂の25%MEK(メチルエチルケトン)溶液48.13質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1001)の50%MEK溶液4.81質量部とをディスパー攪拌により混合し、溶剤としてイソプロピルアルコール4.78質量部およびトルエン19.12質量部で固形分が40重量%となるように調整した後、真空脱泡して伝導性物質の含有率が45vol%の伝導性樹脂組成物を得た。

0056

<伝導性シート>
得られた伝導性樹脂組成物を、ナイフコーターを用いて剥離処理シート(厚さ75μmの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム)に塗工し、100℃で2分加熱乾燥し、伝導性シート原反を得た。

0057

<両面に凹部を有する伝導性シート>
得られた伝導性シート原反を、凸部を有するエンボスロール(凸部が、四角錐台形状上辺30μm,底辺250μm, 高さ110μm)に接触させ、凸部を有するエンボスロールと伝導性シートと剥離させ、凹部を有する伝導性シートを得た。得られた凹部を有する伝導性シートの剥離処理シートを剥離し、剥離面同士を、ラミネーターを用いて、温度80℃、圧力0.6MPa、0.5m/sの条件で、加熱加圧処理し、貼り合せ、十点平均粗さRzJIS=16.8である凹部を有する伝導性シートを得た。

0058

<伝導性接着シート>
この凹部を有する伝導性シートを、150℃、2MPaで1時間プレスすることにより、厚みが138μm、配向度0.018、熱伝導率3.5(W/m・K)の伝導性接着シートを得た。

0059

<実施例2>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子を含有率55vol%となるように添加したこと以外は、実施例1と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0060

<実施例3>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子を含有率65vol%となるように添加したこと以外は、実施例1と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0061

<実施例4>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT120」、平均一次粒子径:13μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0062

<実施例5>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT110」、平均一次粒子径:45μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0063

<実施例6>
バインダー樹脂として、樹脂合成例2で得られたカルボキシル基含有変性エステル樹脂の35%MEK溶液を用いたこと以外は、実施例2と同様にしての凹部を有する伝導性シートを及び伝導性接着シート得た。

0064

<実施例7>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(スリエム・ジャパン株式会社製「Pletelet009」、平均一次粒子径:9μm)を用いたこと以外は、実施例2と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0065

<実施例8>
伝導性物質としてアルミナ(キンセイマテクス株式会社製「02025」、平均一次粒子径:2μm)を用い、含有率60vol%となるように添加したこと以外は、実施例1と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0066

<実施例9>
伝導性物質としてアルミナ(キンセイマテックス株式会社製「02050」、平均一次粒子径:5μm)を用いたこと以外は、実施例8と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0067

<実施例10>
伝導性物質としてXGSciences社(鱗片状グラフェン粉末グレード、平均アスペクト比3000、平均厚み3nm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしての凹部を有する伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0068

<実施例11>
<充填材料>
バインダー樹脂として、樹脂合成例1で得られたポリウレタンポリウレア樹脂の25%MEK溶液100質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1001)の50%MEK溶液10質量部とをディスパー攪拌により混合し、真空脱泡して樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、ナイフコーターを用いて剥離処理シート(厚さ25μmの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム)に塗工し、100℃で2分加熱乾燥し、厚さ10μmの充填材料を得た。

0069

<伝導性シートの凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート>
得られた充填材料を実施例1で得られた凹部を有する伝導性シートの凹部を充填するように、ラミネーターを用いて、温度80℃、圧力0.6MPa、0.5m/sの条件で、加熱加圧処理し、貼り合せ、厚みが159μmの凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートを得た。

0070

<伝導性接着シート>
この凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートを、150℃、2MPaで1時間プレスすることにより、伝導性接着シートを得た。

0071

<実施例12>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子を含有率55vol%となるように添加したこと以外は、実施例11と同様にしての凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0072

<実施例13>
伝導性物として窒化ホウ素粒子を含有率65vol%となるように添加したこと以外は、実施例11と同様にしての凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0073

<実施例14>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT120」、平均一次粒子径:13μm)を用いたこと以外は、実施例11と同様にしての凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0074

<実施例15>
<片面に凹部を有する伝導性シート>
実施例7で得られた伝導性シートを、凸部を有するエンボスロール(凸部が、四角錐台形状で上辺30μm,底辺250μm, 高さ110μm)に接触させ、凸部を有するエンボスロールと伝導性シートと剥離させ、凹部を有する伝導性シートを得た。得られた凹部を有する伝導性シートと実施例11の充填材料を、凹部を充填するように、ラミネーターを用いて、温度80℃、圧力0.6MPa、0.5m/sの条件で、加熱加圧処理し、貼り合せ、厚みが85μmの伝導性シート凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートを得た。

0075

<伝導性接着シート>
この凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートを、150℃、2MPaで1時間プレスすることにより、伝導性接着シートを得た。

0076

<実施例16>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(スリーエム・ジャパン株式会社製「Pletelet009」、平均一次粒子径:9μm)を用い、含有率55vol%となるように添加したこと以外は、実施例11と同様にしての凹部を有する凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0077

<実施例17>
<伝導性樹脂組成物>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT160」、平均一次粒子径:8μm)14.28質量部と、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM-5103」)0.14質量部と、バインダー樹脂として、樹脂合成例1で得られたポリウレタンポリウレア樹脂の25%MEK溶液82.30質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1001)の50%MEK溶液8.23質量部とをディスパー攪拌により混合し、溶剤としてイソプロピルアルコール0.65質量部およびトルエン2.62質量部で固形分が35重量%となるように調整した後、真空脱泡して伝導性物質の含有率が20vol%の伝導性樹脂組成物を得た。

0078

フィラー入り充填材料>
得られた伝導性樹脂組成物を、ナイフコーターを用いて剥離処理シート(厚さ38μmの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム)に塗工し、100℃で2分加熱乾燥し、厚さ10μmのフィラー入り充填材料を得た。

0079

<伝導性シート凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート>
得られたフィラー入り充填材料を実施例3で得られた凹部を有する伝導性シートの凹部を充填するように、ラミネーターを用いて、温度80℃、圧力0.6MPa、0.5m/sの条件で処理し、貼り合せ、厚みが154μmの凹部をフィラー入り充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートを得た。

0080

<伝導性接着シート>
この凹部をフィラー入り充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シートを、150℃、2MPaで1時間プレスすることにより、伝導性接着シートを得た。

0081

<実施例18>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(スリーエム・ジャパン株式会社製「Pletelet009」、平均一次粒子径:9μm)を用いたこと以外は、実施例17と同様にして、凹部をフィラー入り充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0082

<実施例19>
<伝導性樹脂組成物>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT160」、平均一次粒子径:8μm)10.28質量部及び窒化ホウ素の二次凝集体(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PTX60」、平均粒子径:60μm)23.13質量部と、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM-5103」)0.33質量部と、バインダー樹脂として、樹脂合成例1で得られたポリウレタンポリウレア樹脂の25%MEK溶液24.97質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1001)の50%MEK溶液2.50質量部とをディスパー攪拌により混合し、溶剤としてイソプロピルアルコール8.25質量部およびトルエン33.02質量部で固形分が40重量%となるように調整した後、真空脱泡して伝導性物質の含有率が45vol%の伝導性樹脂組成物を得た。

0083

<伝導性シートの凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シート>
得られた伝導性樹脂組成物から、実施例1同様に伝導性シート及び凹部を有する伝導性シートを得、更に実施例11同様に伝導性シート凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0084

<実施例20>
窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT160」、平均一次粒子径:8μm)の代わりに、窒化ホウ素粒子(スリーエム・ジャパン株式会社製「Pletelet009」、平均一次粒子径:9μm)を用い、バインダー樹脂として、樹脂合成例3で得られたアクリル樹脂の25%MEK溶液を用いたこと以外は、実施例19と同様に伝導性シート凹部を充填材料で充填する充填工程を含む伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0085

<比較例1>
<伝導性樹脂組成物>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT160」、平均一次粒子径:8μm)27.69質量部と、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM-5103」)0.28質量部と、バインダー樹脂として、樹脂合成例1で得られたポリウレタンポリウレア樹脂の25%MEK溶液48.13質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1001)の50%MEK溶液4.81質量部とをディスパー攪拌により混合し、溶剤としてイソプロピルアルコール4.78質量部およびトルエン19.12質量部で固形分が40重量%となるように調整した後、真空脱泡して伝導性物質の含有率が45vol%の伝導性樹脂組成物を得た。

0086

<伝導性シート>
得られた伝導性樹脂組成物を、ナイフコーターを用いて剥離処理シート(厚さ75μmの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム)に塗工し、100℃で2分加熱乾燥し、伝導性シートを得た。

0087

<伝導性接着シート>
得られた伝導性シートの剥離処理シートを剥離し、剥離面同士を,ラミネーターを用いて、温度80℃、圧力0.6MPa、0.5m/sの条件で、加熱加圧処理し、貼り合せ、150℃、2MPaで1時間プレスすることにより、厚みが146μmの伝導性接着シートを得た。このシートの配向度は0.012と低く、熱伝導率も2.7(W/m・K)と低いものであった。

0088

<比較例2>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子を含有率55vol%となるように添加したこと以外は、比較例1と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0089

<比較例3>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子を含有率65vol%となるように添加したこと以外は、比較例1と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0090

<比較例4>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT120」、平均一次粒子径:13μm)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0091

<比較例5>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT110」、平均一次粒子径:45μm)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0092

<比較例6>
バインダー樹脂として、樹脂合成例2で得られたカルボキシル基含有変性エステル樹脂の35%MEK溶液を用いたこと以外は、比較例2と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0093

<比較例7>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(スリーエム・ジャパン株式会社製「Pletelet009」、平均一次粒子径:9μm)を用いたこと以外は、比較例2と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0094

<比較例8>
伝導性物質としてアルミナ(キンセイマテックス株式会社製「02025」、平均一次粒子径:2μm)を用い、含有率60vol%となるように添加したこと以外は、比較例1と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0095

<比較例9>
伝導性物質としてアルミナ(キンセイマテックス株式会社製「02050」、平均一次粒子径:5μm)を用いたこと以外は、比較例8と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0096

<比較例10>
伝導性物質としてXGSciences社(鱗片状グラフェン粉末Mグレード、平均アスペクト比3000、平均厚み3nm)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0097

<比較例11>
<伝導性樹脂組成物>
バインダー樹脂として、樹脂合成例1で得られたポリウレタンポリウレア樹脂の25%MEK溶液100質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1001)の50%MEK溶液10質量部とをディスパー攪拌により混合し、真空脱泡して樹脂組成物を得た。

0098

接着材料
得られた樹脂組成物を、ナイフコーターを用いて剥離処理シート(厚さ25μmの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム)に塗工し、100℃で2分加熱乾燥し、厚さ10μmの接着材料を得た。

0099

<伝導性シート及び伝導性接着シート>
得られた接着材料と比較例1で得られた伝導性シートを、ラミネーターを用いて、温度80℃、圧力0.6MPa、0.5m/sの条件で、加熱加圧処理し、貼り合せ、150℃、2MPaで1時間プレスすることにより、伝導性接着シートを得た。

0100

<比較例12>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子を含有率55vol%となるように添加したこと以外は、比較例11と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0101

<比較例13>
伝導性物として窒化ホウ素粒子を含有率65vol%となるように添加したこと以外は、比較例11と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0102

<比較例14>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT120」、平均一次粒子径:13μm)を用いたこと以外は、比較例11と同様にして伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0103

<比較例15>
<伝導性樹脂組成物>
伝導性物質として窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT160」、平均一次粒子径:8μm)10.28質量部及び窒化ホウ素の二次凝集体(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PTX60」、平均粒子径:60μm)23.13質量部と、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM-5103」)0.33質量部と、バインダー樹脂として、樹脂合成例1で得られたポリウレタンポリウレア樹脂の25%MEK溶液24.97質量部と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1001)の50%MEK溶液2.50質量部とをディスパー攪拌により混合し、溶剤としてイソプロピルアルコール8.25質量部およびトルエン33.02質量部で固形分が40重量%となるように調整した後、真空脱泡して伝導性物質の含有率が45vol%の伝導性樹脂組成物を得た。

0104

<伝導性シート及び伝導性接着シート>
得られた伝導性樹脂組成物から、比較例1同様に伝導性シートを得、更に実施例11同様に伝導性接着シートを得た。

0105

<比較例16>
窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「PT160」、平均一次粒子径:8μm)の代わりに、窒化ホウ素粒子(スリーエム・ジャパン株式会社製「Pletelet009」、平均一次粒子径:9μm)を用い、バインダー樹脂として、樹脂合成例3で得られたアクリル樹脂の25%MEK溶液を用いたこと以外は、比較例15と同様に伝導性シート及び伝導性接着シートを得た。

0106

<熱伝導率の測定方法>
サンプル試料を15mm角に切り出し、サンプル表面を金蒸着しカーボンスプレーでカーボン被覆した後、キセノンフラッシュアナライザーLFA447 NanoFlash(NETZSCH社製)にて、試料環境25℃での熱拡散率を測定した。また、比熱容量はエスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の高感度型示差走査熱量計DSC220Cを用いて測定した。さらに、密度は水中置換法を用いて算出した。
上記実施例1〜20及び比較例1〜16の伝導性接着シートの熱伝導性について、レーザーフラッシュ法を用いて測定したシート厚み方向の熱伝導率により評価した。この熱伝導率の結果を、表1に示した。

0107

0108

<十点平均粗さRzJISの測定方法>
図1に示すような凹部を有する伝導性シートの「十点平均粗さRzJIS」をレーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製:VK−100)にて、以下の方法にて算出した。
「十点平均粗さRzJIS」とは、JIS表面粗さ(B0601:2013)により定義される。
この十点平均粗さRzJISは、断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分において、最高から5番目までの山頂の標高の平均値と、最深から5番目までの谷底の標高の平均値との差であり、以下の式によって表される。
Rz=((R1+R3+R5+R7+R9)−(R2+R4+R6+R8+R10)/5
上記式中、R1+R3+R5+R7+R9は、最高から5番目までの山頂の標高を意味し、R2+R4+R6+R8+R10は、最深から5番目までの谷底の標高を意味する。

0109

<配向度の測定方法>
伝導性接着シートにおける鱗片状窒化ホウ素の配向度については、X線回折装置を用い、CuKα線で45KV、40mAの条件で2θ=3〜90°をスキャニングし、41.6°<100>面と26.9°<002>面の回折ピークを求め、回折ピークの強度比(I<100>/I<002>)として表1に示した。

0110

伝導性接着シートにおける鱗片状アルミナの配向度については、X線回折装置を用い、CuKα線で45KV、40mAの条件で2θ=3〜90°をスキャニングし、37.8°<110>面と41.7°<006>面の回折ピークを求め、回折ピークの強度比(I<110>/I<006>)として表1に示した。

0111

実施例1〜14は、それぞれ同じ数字の比較例と対比すると、実施例のシートは、本発明の製造方法で製造されているのに対し、比較例のシートは、凸部を有する部材と接触する工程がない製法で製造されている。
また、実施例19は比較例15に、実施例20は比較例16と対比される。
表1の結果に示されているように、実施例1〜20の伝導性接着シートは、比較例1〜16の伝導性接着シートに比べて、凸部を有する部材と接触することによって、配向度及び熱伝導率が高く、熱伝導性に優れていることがわかった。
特に図2からもわかるように、加熱加圧処理し、伝導性接着シート作製後も、伝導性シートの凹部形状を維持できており、伝導性物質のシート厚み方向の配向により、熱伝導性が向上できている。

実施例

0112

以上の結果から、本発明の凹部を有する伝導性シートは、あらかじめ伝導性シートの表面に凹凸を形成することにより、所定のアスペクト比を有する伝導性物質を、シート厚み方向に配向させることで伝導性を向上させることができ、加圧加熱して積層体を得る際にもその配向が低下しない放熱特性に優れた伝導性シートの製造方法及び伝導性接着シートを提供することができる。

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