JP2012039064A - Heat-conductive sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱伝導性シート、詳しくは、パワーエレクトロニクス技術に用いられる熱伝導性シートに関する。 The present invention relates to a heat conductive sheet, and more particularly to a heat conductive sheet used in power electronics technology.
近年、ハイブリッドデバイス、高輝度LEDデバイス、電磁誘導加熱デバイスなどでは、半導体素子により電力を変換・制御するパワーエレクトロニクス技術が採用されている。パワーエレクトロニクス技術では、大電流を熱などに変換するため、半導体素子の近傍に配置される材料には、高い放熱性(高熱伝導性)が要求されている。 In recent years, power electronics technology that converts and controls electric power using a semiconductor element has been adopted in hybrid devices, high-brightness LED devices, electromagnetic induction heating devices, and the like. In the power electronics technology, in order to convert a large current into heat or the like, a material disposed in the vicinity of the semiconductor element is required to have high heat dissipation (high thermal conductivity).
例えば、CPUを、シリコーン系樹脂で被覆した後、それらを被覆するように、ヒートシンクを設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 For example, it has been proposed to provide a heat sink so that the CPU is coated with a silicone-based resin and then covered (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1のシリコーン系接着剤では、CPUからの発熱をヒートシンクに効率よく熱伝導させることができないという不具合がある。 However, the silicone adhesive of Patent Document 1 has a problem that heat generated from the CPU cannot be efficiently conducted to the heat sink.
また、特許文献1のシリコーン系樹脂をCPUに対して施工する場合に、CPUに対して容易に位置ずれして、CPUに対して確実に固定できないという不具合がある。 In addition, when the silicone resin disclosed in Patent Document 1 is applied to the CPU, there is a problem that it is easily displaced with respect to the CPU and cannot be reliably fixed to the CPU.
本発明の目的は、面方向の熱伝導性に優れながら、初期接着力にも優れる熱伝導性シートを提供することにある。 The objective of this invention is providing the heat conductive sheet which is excellent also in the initial stage adhesive force, while being excellent in the heat conductivity of a surface direction.
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導性シートは、板状の窒化ホウ素粒子を含有する熱伝導性シートであって、前記熱伝導性シートの厚み方向に対する直交方向の熱伝導率が、4W/m・K以上であり、前記熱伝導性シートは、下記の初期接着力試験(1)において、被着体から脱落しないことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the thermally conductive sheet of the present invention is a thermally conductive sheet containing plate-like boron nitride particles, and has a thermal conductivity in a direction perpendicular to the thickness direction of the thermally conductive sheet. 4 W / m · K or more, and the thermal conductive sheet is characterized in that it does not fall off from the adherend in the following initial adhesion test (1).
初期接着力試験(1):熱伝導性シートを水平方向に沿う被着体の上に仮固定し、その後、前記被着体を上下反転させる。
特徴としている。
Initial adhesive strength test (1): A thermally conductive sheet is temporarily fixed on an adherend along the horizontal direction, and then the adherend is turned upside down.
It is a feature.
本発明の熱伝導性シートは、厚み方向に直交する面方向の熱伝導性に優れながら、被着体に対する、所定温度の加熱圧着後の接着力(初期接着力)にも優れている。 The heat conductive sheet of the present invention has excellent heat conductivity in the surface direction orthogonal to the thickness direction, and also has excellent adhesive force (initial adhesive force) after heat-pressing at a predetermined temperature on the adherend.
そのため、本発明の熱伝導性シートを、被着体に対して所定温度で加熱圧着すれば、熱伝導性シートを被着体に確実に固定(仮固定)することができる。 Therefore, if the heat conductive sheet of the present invention is thermocompression bonded to the adherend at a predetermined temperature, the heat conductive sheet can be reliably fixed (temporarily fixed) to the adherend.
そのため、熱伝導性シートによって、被着体の熱を熱伝導性シートによって確実に放熱させることができる。 Therefore, the heat of the adherend can be reliably radiated by the heat conductive sheet by the heat conductive sheet.
本発明の熱伝導性シートは、窒化ホウ素粒子を含有している。 The thermally conductive sheet of the present invention contains boron nitride particles.
具体的には、熱伝導性シートは、窒化ホウ素(BN)粒子を必須成分として含有し、さらに、例えば、樹脂成分を含有している。 Specifically, the heat conductive sheet contains boron nitride (BN) particles as an essential component, and further contains, for example, a resin component.
窒化ホウ素粒子は、板状(あるいは鱗片状)に形成されており、熱伝導性シートにおいて所定方向(後述)に配向された形態で分散されている。 The boron nitride particles are formed in a plate shape (or scale shape), and are dispersed in a form oriented in a predetermined direction (described later) in the heat conductive sheet.
窒化ホウ素粒子は、長手方向長さ(板の厚み方向に対する直交方向における最大長さ)の平均が、例えば、1〜100μm、好ましくは、3〜90μmである。また、窒化ホウ素粒子の長手方向長さの平均は、5μm以上、好ましくは、10μm以上、さらに好ましくは、20μm以上、とりわけ好ましくは、30μm以上、最も好ましくは、40μm以上であり、通常、例えば、100μm以下、好ましくは、90μm以下である。 The boron nitride particles have an average length in the longitudinal direction (maximum length in a direction perpendicular to the thickness direction of the plate), for example, 1 to 100 μm, preferably 3 to 90 μm. The average length of the boron nitride particles in the longitudinal direction is 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, particularly preferably 30 μm or more, and most preferably 40 μm or more. 100 μm or less, preferably 90 μm or less.
また、窒化ホウ素粒子の厚み(板の厚み方向長さ、つまり、粒子の短手方向長さ)の平均は、例えば、0.01〜20μm、好ましくは、0.1〜15μmである。 Moreover, the average of the thickness (length in the thickness direction of the plate, that is, the length in the short direction of the particles) of the boron nitride particles is, for example, 0.01 to 20 μm, preferably 0.1 to 15 μm.
また、窒化ホウ素粒子のアスペクト比(長手方向長さ/厚み)は、例えば、2〜10000、好ましくは、10〜5000である。 The aspect ratio (length / thickness in the longitudinal direction) of the boron nitride particles is, for example, 2 to 10000, preferably 10 to 5000.
そして、窒化ホウ素粒子の光散乱法によって測定される平均粒子径は、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上、さらに好ましくは、20μm以上、とりわけ好ましくは、30μm以上、最も好ましくは、40μm以上であり、通常、100μm以下である。 The average particle diameter of the boron nitride particles measured by the light scattering method is, for example, 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, particularly preferably 30 μm or more, and most preferably 40 μm or more. In general, it is 100 μm or less.
なお、光散乱法によって測定される平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置にて測定される体積平均粒子径である。 In addition, the average particle diameter measured by the light scattering method is a volume average particle diameter measured by a dynamic light scattering particle size distribution measuring apparatus.
窒化ホウ素粒子の光散乱法によって測定される平均粒子径が上記範囲に満たないと、熱伝導性シートが脆くなり、取扱性が低下する場合がある。 If the average particle diameter measured by the light scattering method of the boron nitride particles is less than the above range, the thermally conductive sheet may become brittle and the handleability may deteriorate.
また、窒化ホウ素粒子の嵩密度(JIS K 5101、見かけ密度)は、例えば、0.3〜1.5g/cm3、好ましくは、0.5〜1.0g/cm3である。 Further, the bulk density (JIS K 5101, apparent density) of the boron nitride particles is, for example, 0.3 to 1.5 g / cm 3 , preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3 .
また、窒化ホウ素粒子は、市販品またはそれを加工した加工品を用いることができる。窒化ホウ素粒子の市販品としては、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製の「PT」シリーズ(例えば、「PT−110」など)、昭和電工社製の「ショービーエヌUHP」シリーズ(例えば、「ショービーエヌUHP−1」など)などが挙げられる。 As the boron nitride particles, a commercially available product or a processed product obtained by processing it can be used. Examples of commercially available boron nitride particles include the “PT” series (for example, “PT-110”, etc.) manufactured by Momentive Performance Materials Japan, and the “Shobi N UHP” series (manufactured by Showa Denko) ( For example, “Shoubi N UHP-1” and the like are included.
樹脂成分は、窒化ホウ素粒子を分散できるもの、つまり、窒化ホウ素粒子が分散される分散媒体(マトリックス)であって、例えば、熱硬化性樹脂成分、熱可塑性樹脂成分などの樹脂成分が挙げられる。 The resin component can disperse boron nitride particles, that is, a dispersion medium (matrix) in which boron nitride particles are dispersed, and examples thereof include resin components such as a thermosetting resin component and a thermoplastic resin component.
熱硬化性樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂などが挙げられる。 Examples of the thermosetting resin component include epoxy resins, thermosetting polyimides, phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, silicone resins, and thermosetting urethane resins.
熱可塑性樹脂成分としては、例えば、ポリオレフィン(例えば、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など)、アクリル樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチルなど)、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルスルホン、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリアミノビスマレイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリメチルペンテン、フッ化樹脂、液晶ポリマー、オレフィン−ビニルアルコール共重合体、アイオノマー、ポリアリレート、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体などが挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin component include polyolefin (for example, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, etc.), acrylic resin (for example, polymethyl methacrylate, etc.), polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, Polyvinyl chloride, polystyrene, polyacrylonitrile, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyethylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyallylsulfone, thermoplastic polyimide, thermoplastic urethane resin, polyaminobis Maleimide, polyamideimide, polyetherimide, bismaleimide triazine resin, polymethylpentene, fluororesin, liquid crystal polymer, Fin - vinyl alcohol copolymer, ionomer, polyarylate, acrylonitrile - ethylene - styrene copolymers, acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer, acrylonitrile - styrene copolymer.
これら樹脂成分は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These resin components can be used alone or in combination of two or more.
樹脂成分のうち、好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。 Of the resin components, an epoxy resin is preferable.
エポキシ樹脂は、常温において、液状、半固形状および固形状のいずれかの形態である。 The epoxy resin is in a liquid, semi-solid, or solid form at normal temperature.
具体的には、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ダイマー酸変性ビスフェノール型エポキシ樹脂など)、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など)、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂(例えば、ビスアリールフルオレン型エポキシ樹脂など)、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂(例えば、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂など)などの芳香族系エポキシ樹脂、例えば、トリエポキシプロピルイソシアヌレート(トリグリシジルイソシアヌレート)、ヒダントインエポキシ樹脂などの含窒素環エポキシ樹脂、例えば、脂肪族型エポキシ樹脂、例えば、脂環族型エポキシ樹脂(例えば、ジシクロ環型エポキシ樹脂など)、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、例えば、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられる。 Specifically, as the epoxy resin, for example, bisphenol type epoxy resin (for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, dimer acid modified bisphenol type) Epoxy resin), novolak epoxy resin (eg, phenol novolac epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, biphenyl epoxy resin), naphthalene epoxy resin, fluorene epoxy resin (eg, bisarylfluorene epoxy resin, etc.) ), Aromatic epoxy resins such as triphenylmethane type epoxy resin (for example, trishydroxyphenylmethane type epoxy resin), for example, triepoxypropyl isocyanur Nitrogen-containing ring epoxy resins such as sulfonate (triglycidyl isocyanurate) and hydantoin epoxy resins, for example, aliphatic epoxy resins, such as alicyclic epoxy resins (such as dicyclocyclic epoxy resins), such as glycidyl An ether type epoxy resin, for example, a glycidylamine type epoxy resin can be used.
これらエポキシ樹脂は、単独使用または2種以上併用することができる。 These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.
好ましくは、液状のエポキシ樹脂および固形状のエポキシ樹脂の組合せ、さらに好ましくは、液状の芳香族系エポキシ樹脂および固形状の芳香族系エポキシ樹脂の組合せなどが挙げられる。が挙げられる。そのような組合せとしては、具体的には、液状のビスフェノール型エポキシ樹脂および固形状のトリフェニルメタン型エポキシ樹脂の組合せ、液状のビスフェノール型エポキシ樹脂および固形状のビスフェノール型エポキシ樹脂の組合せが挙げられる。 A combination of a liquid epoxy resin and a solid epoxy resin is preferable, and a combination of a liquid aromatic epoxy resin and a solid aromatic epoxy resin is more preferable. Is mentioned. Specific examples of such combinations include a combination of a liquid bisphenol type epoxy resin and a solid triphenylmethane type epoxy resin, a combination of a liquid bisphenol type epoxy resin and a solid bisphenol type epoxy resin. .
また、エポキシ樹脂として、好ましくは、半固形状のエポキシ樹脂の単独使用が挙げられ、さらに好ましくは、半固形状の芳香族系エポキシ樹脂の単独使用が挙げられる。そのようなエポキシ樹脂としては、より具体的には、半固形状のフルオレン型エポキシ樹脂が挙げられる。 Moreover, as an epoxy resin, Preferably, the single use of a semi-solid epoxy resin is mentioned, More preferably, the single use of a semi-solid aromatic epoxy resin is mentioned. More specifically, such an epoxy resin includes a semi-solid fluorene type epoxy resin.
液状のエポキシ樹脂および固形状のエポキシ樹脂の組合せ、半固形状のエポキシ樹脂であれば、熱伝導性シートの段差追従性(後述)を向上させることができる。 If it is a combination of a liquid epoxy resin and a solid epoxy resin, or a semi-solid epoxy resin, the step followability (described later) of the heat conductive sheet can be improved.
また、エポキシ樹脂は、エポキシ当量が、例えば、100〜1000g/eqiv.、好ましくは、180〜700g/eqiv.であり、軟化温度(環球法)が、例えば、80℃以下(具体的には、20〜80℃)、好ましくは、70℃以下(具体的には、25〜70℃)である。 The epoxy resin has an epoxy equivalent of, for example, 100 to 1000 g / eqiv. , Preferably 180 to 700 g / eqiv. The softening temperature (ring and ball method) is, for example, 80 ° C. or lower (specifically 20 to 80 ° C.), preferably 70 ° C. or lower (specifically 25 to 70 ° C.).
また、エポキシ樹脂の80℃における溶融粘度は、例えば、10〜20,000mPa・s、好ましくは、50〜15,000mPa・sでもある。エポキシ樹脂を2種以上併用する場合には、それらの混合物としての溶融粘度が、上記した範囲内に設定される。 Moreover, the melt viscosity at 80 ° C. of the epoxy resin is, for example, 10 to 20,000 mPa · s, preferably 50 to 15,000 mPa · s. When using 2 or more types of epoxy resins together, the melt viscosity as a mixture thereof is set within the above-described range.
また、常温で固形状のエポキシ樹脂と、常温で液状のエポキシ樹脂とを併用する場合には、軟化温度が、例えば、45℃未満、好ましくは、35℃以下の第1エポキシ樹脂と、軟化温度が、例えば、45℃以上、好ましくは、55℃以上の第2エポキシ樹脂とを併有する。これにより、樹脂成分(混合物)の動粘度(JIS K 7233に準拠、後述)を所望の範囲に設定することができ、また、熱伝導性シートの段差追従性を向上させることができる。 Further, in the case where an epoxy resin that is solid at room temperature and an epoxy resin that is liquid at room temperature are used in combination, the softening temperature is, for example, less than 45 ° C, preferably 35 ° C or less, and the softening temperature. However, it has together with the 2nd epoxy resin of 45 degreeC or more, for example, Preferably 55 degreeC or more. Thereby, the kinematic viscosity (conforming to JIS K 7233, which will be described later) of the resin component (mixture) can be set in a desired range, and the step followability of the thermally conductive sheet can be improved.
また、エポキシ樹脂には、例えば、硬化剤および硬化促進剤を含有させて、エポキシ樹脂組成物として調製することができる。 Moreover, an epoxy resin can be prepared as an epoxy resin composition by containing a hardening | curing agent and a hardening accelerator, for example.
硬化剤は、加熱によりエポキシ樹脂を硬化させることができる潜在性硬化剤(エポキシ樹脂硬化剤)であって、例えば、イミダゾール化合物、アミン化合物、酸無水物化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾリン化合物などが挙げられる。また、上記の他に、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィド化合物なども挙げられる。 The curing agent is a latent curing agent (epoxy resin curing agent) that can cure the epoxy resin by heating. For example, an imidazole compound, an amine compound, an acid anhydride compound, an amide compound, a hydrazide compound, an imidazoline compound, and the like. Is mentioned. In addition to the above, phenol compounds, urea compounds, polysulfide compounds and the like can also be mentioned.
イミダゾール化合物としては、例えば、2−フェニルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。 Examples of the imidazole compound include 2-phenylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and the like.
アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン、例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミンなどが挙げられる。 Examples of the amine compound include aliphatic polyamines such as ethylenediamine, propylenediamine, diethylenetriamine, and triethylenetetramine, and aromatic polyamines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone.
酸無水物化合物としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、4−メチル−ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ピロメリット酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ジクロロコハク酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、クロレンディック酸無水物などが挙げられる。 Examples of the acid anhydride compound include phthalic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, 4-methyl-hexahydrophthalic anhydride, methyl nadic acid anhydride, and pyromellitic acid. Anhydride, dodecenyl succinic anhydride, dichlorosuccinic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, chlorendic acid anhydride and the like can be mentioned.
アミド化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、ポリアミドなどが挙げられる。 Examples of the amide compound include dicyandiamide and polyamide.
ヒドラジド化合物としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。 Examples of the hydrazide compound include adipic acid dihydrazide.
イミダゾリン化合物としては、例えば、メチルイミダゾリン、2−エチル−4−メチルイミダゾリン、エチルイミダゾリン、イソプロピルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダゾリン、フェニルイミダゾリン、ウンデシルイミダゾリン、ヘプタデシルイミダゾリン、2−フェニル−4−メチルイミダゾリンなどが挙げられる。 Examples of the imidazoline compound include methyl imidazoline, 2-ethyl-4-methyl imidazoline, ethyl imidazoline, isopropyl imidazoline, 2,4-dimethyl imidazoline, phenyl imidazoline, undecyl imidazoline, heptadecyl imidazoline, 2-phenyl-4-methyl. Examples include imidazoline.
これら硬化剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These curing agents can be used alone or in combination of two or more.
硬化剤として、好ましくは、イミダゾール化合物が挙げられる。 As the curing agent, an imidazole compound is preferable.
硬化促進剤としては、例えば、トリエチレンジアミン、トリ−2,4,6−ジメチルアミノメチルフェノールなどの3級アミン化合物、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−n−ブチルホスホニウム−o,o−ジエチルホスホロジチオエートなどのリン化合物、例えば、4級アンモニウム塩化合物、例えば、有機金属塩化合物、例えば、それらの誘導体などが挙げられる。これら硬化促進剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。 Examples of the curing accelerator include tertiary amine compounds such as triethylenediamine and tri-2,4,6-dimethylaminomethylphenol, such as triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetra-n-butylphosphonium- Phosphorus compounds such as o, o-diethyl phosphorodithioate, for example, quaternary ammonium salt compounds, for example, organometallic salt compounds, for example, derivatives thereof and the like can be mentioned. These curing accelerators can be used alone or in combination of two or more.
エポキシ樹脂組成物における硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂100質量部に対して、例えば、0.5〜50質量部、好ましくは、1〜10質量部であり、硬化促進剤の配合割合は、例えば、0.1〜10質量部、好ましくは、0.2〜5質量部である。 The compounding ratio of the curing agent in the epoxy resin composition is, for example, 0.5 to 50 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. For example, 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.2 to 5 parts by mass.
上記した硬化剤および/または硬化促進剤は、必要により、溶媒により溶解および/または分散された溶媒溶液および/または溶媒分散液として調製して用いることができる。 The above-mentioned curing agent and / or curing accelerator can be prepared and used as a solvent solution and / or a solvent dispersion dissolved and / or dispersed with a solvent, if necessary.
溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどケトン類、例えば、酢酸エチルなどのエステル類、例えば、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類などの有機溶媒などが挙げられる。また、溶媒として、例えば、水、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類など水系溶媒が挙げられる。溶媒として、好ましくは、有機溶媒、さらに好ましくは、ケトン類、アミド類が挙げられる。 Examples of the solvent include organic solvents such as ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, amides such as N, N-dimethylformamide, and the like. Examples of the solvent include water-based solvents such as water, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and isopropanol. The solvent is preferably an organic solvent, more preferably ketones and amides.
熱可塑性樹脂成分のうち、好ましくは、ポリオレフィンが挙げられる。 Of the thermoplastic resin components, preferably, polyolefin is used.
ポリオレフィンとして、好ましくは、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体が挙げられる。 Preferred examples of the polyolefin include polyethylene and ethylene-propylene copolymer.
ポリエチレンとしては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどが挙げられる。 Examples of polyethylene include low density polyethylene and high density polyethylene.
エチレン−プロピレン共重合体としては、例えば、エチレンおよびプロピレンの、ランダム共重合体、ブロック共重合体またはグラフト共重合体などが挙げられる。 Examples of the ethylene-propylene copolymer include a random copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer of ethylene and propylene.
これらポリオレフィンは、単独使用または2種以上併用することができる。 These polyolefins can be used alone or in combination of two or more.
また、ポリオレフィンの重量平均分子量および/または数平均分子量は、例えば、1000〜10000である。 Moreover, the weight average molecular weight and / or number average molecular weight of polyolefin are 1000-10000, for example.
また、ポリオレフィンは、単独使用または複数併用することができる。 Polyolefins can be used alone or in combination.
また、樹脂成分のJIS K 7233(泡粘度計法)に準拠する動粘度試験(温度:25℃±0.5℃、溶媒:ブチルカルビトール、樹脂成分(固形分)濃度:40質量%)によって測定される動粘度は、例えば、0.22×10−4〜2.00×10−4m2/s、好ましくは、0.3×10−4〜1.9×10−4m2/s、さらに好ましくは、0.4×10−4〜1.8×10−4m2/sである。また、上記の動粘度を、例えば、0.22×10−4〜1.00×10−4m2/s、好ましくは、0.3×10−4〜0.9×10−4m2/s、さらに好ましくは、0.4×10−4〜0.8×10−4m2/sに設定することもできる。 In addition, according to a kinematic viscosity test (temperature: 25 ° C. ± 0.5 ° C., solvent: butyl carbitol, resin component (solid content) concentration: 40% by mass) based on JIS K 7233 (foam viscometer method) of the resin component The measured kinematic viscosity is, for example, 0.22 × 10 −4 to 2.00 × 10 −4 m 2 / s, preferably 0.3 × 10 −4 to 1.9 × 10 −4 m 2 / s. s, more preferably 0.4 × 10 −4 to 1.8 × 10 −4 m 2 / s. Further, the kinematic viscosity of the, for example, 0.22 × 10 -4 ~1.00 × 10 -4 m 2 / s, preferably, 0.3 × 10 -4 ~0.9 × 10 -4 m 2 / S, more preferably 0.4 × 10 −4 to 0.8 × 10 −4 m 2 / s.
樹脂成分の動粘度が上記範囲を超える場合には、熱伝導性シートに優れた柔軟性および段差追従性(後述)を付与することができない場合がある。一方、樹脂成分の動粘度が上記範囲に満たない場合には、窒化ホウ素粒子を所定方向に配向させることができない場合がある。 When the kinematic viscosity of the resin component exceeds the above range, it may be impossible to impart excellent flexibility and step following ability (described later) to the heat conductive sheet. On the other hand, when the kinematic viscosity of the resin component is less than the above range, the boron nitride particles may not be oriented in a predetermined direction.
なお、JIS K 7233(泡粘度計法)に準拠する動粘度試験では、樹脂成分サンプルにおける泡の上昇速度と、標準サンプル(動粘度が既知)における泡の上昇速度とを比較し、上昇速度が一致する標準サンプルの動粘度が、樹脂成分の動粘度であると判定することにより、樹脂成分の動粘度を測定する。 In the kinematic viscosity test based on JIS K 7233 (foam viscometer method), the rising speed of the foam in the resin component sample is compared with the rising speed of the foam in the standard sample (kinematic viscosity is known). The kinematic viscosity of the resin component is measured by determining that the matching kinematic viscosity of the standard sample is the kinematic viscosity of the resin component.
そして、熱伝導性シートにおいて、窒化ホウ素粒子の体積基準の含有割合(固形分、つまり、樹脂成分および窒化ホウ素粒子の総体積に対する窒化ホウ素粒子の体積百分率)は、例えば、35体積%以上、好ましくは、60体積%以上、好ましくは、75体積%以上、通常、例えば、95体積%以下、好ましくは、90体積%以下である。 In the thermally conductive sheet, the volume-based content ratio of the boron nitride particles (solid content, that is, the volume percentage of the boron nitride particles with respect to the total volume of the resin component and the boron nitride particles) is, for example, 35% by volume or more, preferably Is 60% by volume or more, preferably 75% by volume or more, and usually 95% by volume or less, preferably 90% by volume or less.
窒化ホウ素粒子の体積基準の含有割合が上記した範囲に満たない場合には、窒化ホウ素粒子を熱伝導性シートにおいて所定方向に配向させることができない場合がある。一方、窒化ホウ素粒子の体積基準の含有割合が上記した範囲を超える場合には、熱伝導性シートが脆くなり、取扱性および段差追従性が低下する場合がある。 When the volume-based content ratio of the boron nitride particles is less than the above range, the boron nitride particles may not be oriented in a predetermined direction in the thermally conductive sheet. On the other hand, when the volume-based content ratio of the boron nitride particles exceeds the above-described range, the thermally conductive sheet becomes brittle, and the handleability and the step following ability may be deteriorated.
また、熱伝導性シートを形成する各成分(窒化ホウ素粒子および樹脂成分)の総量(固形分総量)100質量部に対する窒化ホウ素粒子の質量基準の配合割合は、例えば、40〜95質量部、好ましくは、65〜90質量部であり、熱伝導性シートを形成する各成分の総量100質量部に対する樹脂成分の質量基準の配合割合は、例えば、5〜60質量部、好ましくは、10〜35質量部である。なお、窒化ホウ素粒子の、樹脂成分100質量部に対する質量基準の配合割合は、例えば、60〜1900質量部、好ましくは、185〜900質量部でもある。 Further, the mixing ratio of the boron nitride particles based on the total amount (solid content) of each component (boron nitride particles and resin component) forming 100 parts by mass of the heat conductive sheet is, for example, 40 to 95 parts by mass, preferably Is 65 to 90 parts by mass, and the blending ratio of the resin component based on 100 parts by mass of the total amount of each component forming the heat conductive sheet is, for example, 5 to 60 parts by mass, preferably 10 to 35 parts by mass. Part. In addition, the mixture ratio of the mass reference | standard of boron nitride particle with respect to 100 mass parts of resin components is 60-1900 mass parts, for example, Preferably, it is also 185-900 mass parts.
また、2種のエポキシ樹脂(第1エポキシ樹脂および第2エポキシ樹脂)を併用する場合において、第1エポキシ樹脂の第2エポキシ樹脂に対する質量割合(第1エポキシ樹脂の質量/第2エポキシ樹脂の質量)は、各エポキシ樹脂(第1エポキシ樹脂および第2エポキシ樹脂)の軟化温度などに応じて適宜設定することができ、例えば、1/99〜99/1、好ましくは、10/90〜90/10である。 Further, when two types of epoxy resins (first epoxy resin and second epoxy resin) are used in combination, the mass ratio of the first epoxy resin to the second epoxy resin (the mass of the first epoxy resin / the mass of the second epoxy resin) ) Can be appropriately set according to the softening temperature of each epoxy resin (first epoxy resin and second epoxy resin), for example, 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90 / 10.
なお、樹脂成分には、上記した各成分(重合物)の他に、例えば、ポリマー前駆体(例えば、オリゴマーを含む低分子量ポリマーなど)、および/または、モノマーが含まれる。 The resin component includes, for example, a polymer precursor (for example, a low molecular weight polymer including an oligomer) and / or a monomer in addition to the above-described components (polymerized products).
図1は、本発明の熱伝導性シートの一実施形態の斜視図、図2は、図1に示す熱伝導性シートの製造方法を説明するための工程図を示す。 FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the thermally conductive sheet of the present invention, and FIG. 2 is a process diagram for explaining a method for producing the thermally conductive sheet shown in FIG.
次に、本発明の熱伝導性シートの一実施形態を製造する方法について、図1および図2を参照して説明する。 Next, a method for producing an embodiment of the thermally conductive sheet of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
この方法では、まず、上記した各成分を上記した配合割合で配合して、攪拌混合することにより、混合物を調製する。 In this method, first, the above-described components are blended at the blending ratio described above, and the mixture is prepared by stirring and mixing.
攪拌混合では、各成分を効率よく混合すべく、例えば、溶媒を上記した各成分とともに配合するか、または、例えば、加熱により樹脂成分(好ましくは、熱可塑性樹脂成分)を溶融させることができる。 In the stirring and mixing, in order to mix each component efficiently, for example, a solvent can be blended with the above-described components, or the resin component (preferably, a thermoplastic resin component) can be melted by heating, for example.
溶媒としては、上記と同様の有機溶媒が挙げられる。また、上記した硬化剤および/または硬化促進剤が溶媒溶液および/または溶媒分散液として調製されている場合には、攪拌混合において溶媒を追加することなく、溶媒溶液および/または溶媒分散液の溶媒をそのまま攪拌混合のための混合溶媒として供することができる。あるいは、攪拌混合において溶媒を混合溶媒としてさらに追加することもできる。 Examples of the solvent include the same organic solvents as described above. In addition, when the above-described curing agent and / or curing accelerator is prepared as a solvent solution and / or a solvent dispersion, the solvent of the solvent solution and / or the solvent dispersion without adding a solvent in the stirring and mixing. Can be used as a mixed solvent for stirring and mixing as it is. Alternatively, a solvent can be further added as a mixed solvent in the stirring and mixing.
溶媒を用いて攪拌混合する場合には、攪拌混合の後、溶媒を除去する。 When stirring and mixing using a solvent, the solvent is removed after stirring and mixing.
溶媒を除去するには、例えば、室温にて、1〜48時間放置するか、例えば、40〜100℃で、0.5〜3時間加熱するか、または、例えば、0.001〜50kPaの減圧雰囲気下で、20〜60℃で、0.5〜3時間加熱する。 To remove the solvent, for example, it is allowed to stand at room temperature for 1 to 48 hours, for example, heated at 40 to 100 ° C. for 0.5 to 3 hours, or reduced pressure of 0.001 to 50 kPa, for example. Heat at 20-60 ° C. for 0.5-3 hours under atmosphere.
加熱により樹脂成分を溶融させる場合には、加熱温度が、例えば、樹脂成分の軟化温度付近またはそれを超過する温度であって、具体的には、40〜150℃、好ましくは、70〜140℃である。 When the resin component is melted by heating, the heating temperature is, for example, a temperature near or exceeding the softening temperature of the resin component, specifically, 40 to 150 ° C., preferably 70 to 140 ° C. It is.
次いで、この方法では、得られた混合物を、熱プレスする。 In this method, the resulting mixture is then hot pressed.
具体的には、図2(a)に示すように、混合物を、例えば、必要により、2枚の離型フィルム4を介して熱プレスすることにより、プレスシート1Aを得る。熱プレスの条件は、温度が、例えば、50〜150℃、好ましくは、60〜140℃であり、圧力が、例えば、1〜100MPa、好ましくは、5〜50MPaであり、時間が、例えば、0.1〜100分間、好ましくは、1〜30分間である。 Specifically, as shown in FIG. 2A, the mixture is hot-pressed through, for example, two release films 4 as necessary to obtain a press sheet 1A. The conditions of the hot press are that the temperature is, for example, 50 to 150 ° C., preferably 60 to 140 ° C., the pressure is, for example, 1 to 100 MPa, preferably 5 to 50 MPa, and the time is, for example, 0 .1 to 100 minutes, preferably 1 to 30 minutes.
さらに好ましくは、混合物を真空熱プレスする。真空熱プレスにおける真空度は、例えば、1〜100Pa、好ましくは、5〜50Paであり、温度、圧力および時間は、上記した熱プレスのそれらと同様である。 More preferably, the mixture is vacuum hot pressed. The degree of vacuum in the vacuum hot press is, for example, 1 to 100 Pa, preferably 5 to 50 Pa, and the temperature, pressure, and time are the same as those in the above-described hot press.
熱プレスにおける温度、圧力および/または時間が、上記した範囲外にある場合には、熱伝導性シート1の空隙率P(後述)を所望の値に調整できない場合がある。 When the temperature, pressure and / or time in the hot press are out of the above range, the porosity P (described later) of the heat conductive sheet 1 may not be adjusted to a desired value.
熱プレスにより得られるプレスシート1Aの厚みは、例えば、50〜1000μm、好ましくは、100〜800μmである。 The thickness of 1 A of press sheets obtained by hot press is 50-1000 micrometers, for example, Preferably, it is 100-800 micrometers.
次いで、この方法では、図2(b)に示すように、プレスシート1Aを、複数個(例えば、4個)に分割して、分割シート1Bを得る(分割工程)。プレスシート1Aの分割では、厚み方向に投影したときに複数個に分断されるように、プレスシート1Aをその厚み方向に沿って切断する。なお、プレスシート1Aは、各分割シート1Bが厚み方向に投影されたときに同一形状となるように、切断する。 Next, in this method, as shown in FIG. 2B, the press sheet 1A is divided into a plurality (for example, four) to obtain a divided sheet 1B (a dividing step). In the division of the press sheet 1A, the press sheet 1A is cut along the thickness direction so as to be divided into a plurality when projected in the thickness direction. The press sheet 1A is cut so as to have the same shape when the divided sheets 1B are projected in the thickness direction.
次いで、この方法では、図2(c)に示すように、各分割シート1Bを、厚み方向に積層して、積層シート1Cを得る(積層工程)。 Next, in this method, as shown in FIG. 2C, the divided sheets 1B are laminated in the thickness direction to obtain a laminated sheet 1C (laminating step).
その後、この方法では、図2(a)に示すように、積層シート1Cを、熱プレス(好ましくは、真空熱プレス)する(熱プレス工程)。熱プレスの条件は、上記した混合物の熱プレスの条件と同様である。 Thereafter, in this method, as shown in FIG. 2A, the laminated sheet 1C is hot-pressed (preferably vacuum hot-pressed) (hot-pressing step). The conditions for the hot press are the same as the conditions for the hot press of the mixture described above.
熱プレス後の積層シート1Cの厚みは、例えば、1mm以下、好ましくは、0.8mm以下、通常、例えば、0.05mm以上、好ましくは、0.1mm以上である。 The thickness of the laminated sheet 1C after hot pressing is, for example, 1 mm or less, preferably 0.8 mm or less, usually, for example, 0.05 mm or more, preferably 0.1 mm or more.
その後、熱伝導性シート1において窒化ホウ素粒子2を樹脂成分3中に所定方向に効率的に配向させるべく、上記した分割工程(図2(b))、積層工程(図2(c))および熱プレス工程(図2(a))の一連の工程を、繰り返し実施する。繰返回数は、特に限定されず、窒化ホウ素粒子の充填状態に応じて適宜設定することができ、例えば、1〜10回、好ましくは、2〜7回である。 Thereafter, in order to efficiently orient boron nitride particles 2 in the resin component 3 in a predetermined direction in the heat conductive sheet 1, the above-described dividing step (FIG. 2B), laminating step (FIG. 2C), and A series of steps of the hot press step (FIG. 2A) is repeatedly performed. The number of repetitions is not particularly limited, and can be appropriately set according to the filling state of the boron nitride particles, and is, for example, 1 to 10 times, preferably 2 to 7 times.
なお、上記した熱プレス工程(図2(a))では、例えば、複数のカレンダーロールなどによって、混合物および積層シート1Cを圧延することもできる。 In the above-described hot pressing step (FIG. 2A), for example, the mixture and the laminated sheet 1C can be rolled with a plurality of calendar rolls.
これにより、熱伝導性シート1を得ることができる。 Thereby, the heat conductive sheet 1 can be obtained.
得られた熱伝導性シート1の厚みは、例えば、1mm以下、好ましくは、0.8mm以下、通常、例えば、0.05mm以上、好ましくは、0.1mm以上である。 The thickness of the obtained heat conductive sheet 1 is, for example, 1 mm or less, preferably 0.8 mm or less, usually, for example, 0.05 mm or more, preferably 0.1 mm or more.
また、熱伝導性シート1における窒化ホウ素粒子の体積基準の含有割合(固形分、つまり、樹脂成分および窒化ホウ素粒子の総体積に対する窒化ホウ素粒子の体積百分率)は、上記したように、例えば、35体積%以上(好ましくは、60体積%以上、さらに好ましくは、75体積%以上)、通常、95体積%以下(好ましくは、90体積%以下)である。 Further, as described above, the volume-based content ratio of the boron nitride particles in the heat conductive sheet 1 (solid content, that is, the volume percentage of the boron nitride particles with respect to the total volume of the resin component and the boron nitride particles) is, for example, 35 Volume% or more (preferably 60 volume% or more, more preferably 75 volume% or more), usually 95 volume% or less (preferably 90 volume% or less).
窒化ホウ素粒子の含有割合が上記した範囲に満たない場合には、窒化ホウ素粒子2を熱伝導性シート1において所定方向に配向させることができない場合がある。 When the content ratio of the boron nitride particles is less than the above range, the boron nitride particles 2 may not be oriented in a predetermined direction in the heat conductive sheet 1.
また、樹脂成分3が熱硬化性樹脂成分である場合には、例えば、上記した分割工程(図2(b))、積層工程(図2(c))および熱プレス工程(図2(a))の一連の工程を、未硬化状態で繰り返し実施し、そのまま、未硬化状態の熱伝導性シート1として得る。 Further, when the resin component 3 is a thermosetting resin component, for example, the above-described dividing step (FIG. 2B), laminating step (FIG. 2C), and hot pressing step (FIG. 2A). ) Is repeatedly performed in an uncured state to obtain the uncured thermally conductive sheet 1 as it is.
なお、後述する被着体に対する加熱圧着時に、熱伝導性シート1が半硬化(Bステージ)状態となり、被着体に対する加熱圧着後に、熱伝導性シート1を熱硬化させる。 In addition, the heat conductive sheet 1 will be in a semi-hardened (B stage) state at the time of the thermocompression bonding with respect to the to-be-adhered body mentioned later, and the heat conductive sheet 1 is thermoset after the thermocompression bonding with respect to the to-be-adhered body.
熱伝導性シート1を熱硬化させるには、上記した熱プレスまたは乾燥機が用いられる。好ましくは、乾燥機が用いられる。かかる熱硬化の条件は、温度が、例えば、60〜250℃、好ましくは、80〜200℃である。 In order to thermally cure the heat conductive sheet 1, the above-described hot press or dryer is used. Preferably, a dryer is used. As for the conditions of such thermosetting, the temperature is, for example, 60 to 250 ° C, preferably 80 to 200 ° C.
そして、このようにして得られた熱伝導性シート1において、図1およびその部分拡大模式図に示すように、窒化ホウ素粒子2の長手方向LDが、熱伝導性シート1の厚み方向TDに交差(直交)する面方向SDに沿って配向している。 In the heat conductive sheet 1 thus obtained, the longitudinal direction LD of the boron nitride particles 2 intersects the thickness direction TD of the heat conductive sheet 1 as shown in FIG. 1 and a partially enlarged schematic view thereof. They are oriented along the (orthogonal) plane direction SD.
また、窒化ホウ素粒子2の長手方向LDが熱伝導性シート1の面方向SDに成す角度の算術平均(窒化ホウ素粒子2の熱伝導性シート1に対する配向角度α)は、例えば、25度以下、好ましくは、20度以下であり、通常、0度以上である。 Further, the arithmetic average of the angles formed by the longitudinal direction LD of the boron nitride particles 2 in the surface direction SD of the thermal conductive sheet 1 (orientation angle α of the boron nitride particles 2 with respect to the thermal conductive sheet 1) is, for example, 25 degrees or less, Preferably, it is 20 degrees or less, and is usually 0 degrees or more.
なお、窒化ホウ素粒子2の熱伝導性シート1に対する配向角度αは、熱伝導性シート1を厚み方向に沿ってクロスセクションポリッシャー(CP)により切断加工して、それにより現れる断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で、200個以上の窒化ホウ素粒子2を観察できる視野の倍率で写真撮影し、得られたSEM写真より、窒化ホウ素粒子2の長手方向LDの、熱伝導性シート1の面方向SD(厚み方向TDに直交する方向)に対する傾斜角αを取得し、その平均値として算出される。 The orientation angle α of the boron nitride particles 2 with respect to the heat conductive sheet 1 is determined by cutting the heat conductive sheet 1 along the thickness direction with a cross-section polisher (CP), and the resulting cross section is scanned with an electron microscope. With (SEM), a photograph was taken at a magnification of the field of view where 200 or more boron nitride particles 2 can be observed. From the obtained SEM photograph, the surface direction SD of the thermal conductive sheet 1 in the longitudinal direction LD of the boron nitride particles 2 The inclination angle α with respect to (the direction orthogonal to the thickness direction TD) is acquired and calculated as an average value thereof.
これにより、熱伝導性シート1の面方向SDの熱伝導率は、4W/m・K以上、好ましくは、5W/m・K以上、より好ましくは、10W/m・K以上、さらに好ましくは、15W/m・K以上、とりわけ好ましくは、25W/m・K以上であり、通常、200W/m・K以下である。 Thereby, the thermal conductivity in the surface direction SD of the heat conductive sheet 1 is 4 W / m · K or more, preferably 5 W / m · K or more, more preferably 10 W / m · K or more, and still more preferably, It is 15 W / m · K or more, particularly preferably 25 W / m · K or more, and usually 200 W / m · K or less.
また、熱伝導性シート1の面方向SDの熱伝導率は、樹脂成分3が熱硬化性樹脂成分である場合に、熱硬化の前後において、実質的に同一である。 Moreover, the thermal conductivity of the surface direction SD of the heat conductive sheet 1 is substantially the same before and after thermosetting when the resin component 3 is a thermosetting resin component.
熱伝導性シート1の面方向SDの熱伝導率が上記範囲に満たないと、面方向SDの熱伝導性が十分でないため、そのような面方向SDの熱伝導性が要求される放熱用途に用いることができない場合がある。 If the thermal conductivity in the surface direction SD of the thermal conductive sheet 1 is less than the above range, the thermal conductivity in the surface direction SD is not sufficient, and therefore for heat dissipation applications that require such thermal conductivity in the surface direction SD. It may not be used.
なお、熱伝導性シート1の面方向SDの熱伝導率は、パルス加熱法により測定する。パルス加熱法では、キセノンフラッシュアナライザー「LFA−447型」(NETZSCH社製)が用いられる。 In addition, the heat conductivity of the surface direction SD of the heat conductive sheet 1 is measured by the pulse heating method. In the pulse heating method, a xenon flash analyzer “LFA-447 type” (manufactured by NETZSCH) is used.
また、熱伝導性シート1の厚み方向TDの熱伝導率は、例えば、0.5〜15W/m・K、好ましくは、1〜10W/m・Kである。 Moreover, the heat conductivity of the thickness direction TD of the heat conductive sheet 1 is 0.5-15 W / m * K, for example, Preferably, it is 1-10 W / m * K.
なお、熱伝導性シート1の厚み方向TDの熱伝導率は、パルス加熱法、レーザーフラッシュ法またはTWA法により測定する。パルス加熱法では、上記と同様のものが用いられ、レーザーフラッシュ法では、「TC−9000」(アルバック理工社製)が用いられ、TWA法では、「ai−Phase mobile」(アイフェイズ社製)が用いられる。 The thermal conductivity in the thickness direction TD of the thermal conductive sheet 1 is measured by a pulse heating method, a laser flash method, or a TWA method. In the pulse heating method, the same one as described above is used, in the laser flash method, “TC-9000” (manufactured by ULVAC-RIKO) is used, and in the TWA method, “ai-Phase mobile” (manufactured by Eye Phase). Is used.
これにより、熱伝導性シート1の面方向SDの熱伝導率の、熱伝導性シート1の厚み方向TDの熱伝導率に対する比(面方向SDの熱伝導率/厚み方向TDの熱伝導率)は、例えば、1.5以上、好ましくは、3以上、さらに好ましくは、4以上であり、通常、20以下である。 Thereby, the ratio of the thermal conductivity in the plane direction SD of the thermal conductive sheet 1 to the thermal conductivity in the thickness direction TD of the thermal conductive sheet 1 (thermal conductivity in the plane direction SD / thermal conductivity in the thickness direction TD). Is, for example, 1.5 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and usually 20 or less.
また、熱伝導性シート1には、図1において図示しないが、例えば、空隙(隙間)が形成されている。 Further, although not shown in FIG. 1, for example, a gap (gap) is formed in the heat conductive sheet 1.
熱伝導性シート1における空隙の割合、すなわち、空隙率Pは、窒化ホウ素粒子2の含有割合(体積基準)、さらには、窒化ホウ素粒子2および樹脂成分3の混合物の熱プレス(図2(a))の温度、圧力および/または時間によって、調整することができ、具体的には、上記した熱プレス(図2(a))の温度、圧力および/または時間を上記範囲内に設定することにより、調整することができる。 The void ratio in the thermal conductive sheet 1, that is, the void ratio P is the content ratio (volume basis) of the boron nitride particles 2, and further, hot pressing of a mixture of the boron nitride particles 2 and the resin component 3 (FIG. )) Can be adjusted by the temperature, pressure and / or time. Specifically, the temperature, pressure and / or time of the above-described hot press (FIG. 2 (a)) is set within the above range. Can be adjusted.
熱伝導性シート1における空隙率Pは、例えば、30体積%以下であり、好ましくは、10体積%以下である。 The porosity P in the heat conductive sheet 1 is, for example, 30% by volume or less, and preferably 10% by volume or less.
上記した空隙率Pは、例えば、まず、熱伝導性シート1を厚み方向に沿ってクロスセクションポリッシャー(CP)により切断加工して、それにより現れる断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)で、200倍で観察して、像を得、得られた像から、空隙部分と、それ以外の部分とを二値化処理し、次いで、熱伝導性シート1全体の断面積に対する空隙部分の面積比を算出することにより測定される。 For example, the porosity P described above is obtained by first cutting the thermally conductive sheet 1 with a cross section polisher (CP) along the thickness direction, and using a scanning electron microscope (SEM) to show the cross section that appears. The image is obtained by observing at a magnification, and from the obtained image, the void portion and the other portion are binarized, and then the area ratio of the void portion to the cross-sectional area of the entire thermal conductive sheet 1 is determined. It is measured by calculating.
なお、熱伝導性シート1において、硬化後の空隙率P2は、硬化前の空隙率P1に対して、例えば、100%以下、好ましくは、50%以下である。 In addition, in the heat conductive sheet 1, the porosity P2 after hardening is 100% or less with respect to the porosity P1 before hardening, for example, Preferably, it is 50% or less.
空隙率P(P1)の測定には、樹脂成分3が熱硬化性樹脂成分である場合に、熱硬化前の熱伝導性シート1が用いられる。 In the measurement of the porosity P (P1), when the resin component 3 is a thermosetting resin component, the thermally conductive sheet 1 before thermosetting is used.
熱伝導性シート1の空隙率Pが上記した範囲内にあれば、熱伝導性シート1の段差追従性(後述)を向上させることができる。 If the porosity P of the heat conductive sheet 1 is in the above-described range, the step following property (described later) of the heat conductive sheet 1 can be improved.
一方、熱伝導性シート1は、以下の初期接着力試験(1)において、被着体から脱落しない。つまり、熱伝導性シート1と被着体との仮固定状態が保持される。 On the other hand, the heat conductive sheet 1 does not fall off from the adherend in the following initial adhesion test (1). That is, the temporarily fixed state of the heat conductive sheet 1 and the adherend is maintained.
初期接着力試験(1):熱伝導性シート1を水平方向に沿う被着体の上に加熱圧着して仮固定して、10分間放置した後、被着体を上下反転させる。 Initial adhesive strength test (1): The thermal conductive sheet 1 is heat-pressed and temporarily fixed on the adherend along the horizontal direction, left for 10 minutes, and then the adherend is turned upside down.
被着体としては、例えば、ステンレス(例えば、SUS304など)からなる基板、あるいは、IC(集積回路)チップ、コンデンサ、コイル、抵抗器などの電子部品が複数実装されたノートパソコン用実装基板などが挙げられる。なお、ノートパソコン用実装基板において、電子部品は、通常、上面(一方面)において、面方向(ノートパソコン用実装基板の面方向)に互いに間隔を隔てて配置されている。 As the adherend, for example, a substrate made of stainless steel (for example, SUS304) or a mounting substrate for a notebook computer on which a plurality of electronic components such as an IC (integrated circuit) chip, a capacitor, a coil, and a resistor are mounted. Can be mentioned. In the mounting board for notebook personal computers, the electronic components are usually arranged on the upper surface (one surface) at a distance from each other in the surface direction (the surface direction of the mounting board for notebook personal computer).
圧着は、例えば、シリコーン樹脂などの樹脂からなるスポンジロールを、熱伝導性シート1に対して押圧させながら、熱伝導性シート1の表面を転動させる。 In the pressure bonding, for example, the surface of the heat conductive sheet 1 is rolled while pressing a sponge roll made of a resin such as a silicone resin against the heat conductive sheet 1.
また、加熱圧着の温度は、樹脂成分3が熱硬化性樹脂成分(例えば、エポキシ樹脂)である場合には、例えば、80℃である。 Moreover, the temperature of thermocompression bonding is 80 degreeC, for example, when the resin component 3 is a thermosetting resin component (for example, epoxy resin).
一方、加熱圧着の温度は、樹脂成分3が熱可塑性樹脂成分(例えば、ポリエチレン)である場合には、例えば、熱可塑性樹脂成分の軟化点または融点に10〜30℃を加えた温度であり、好ましくは、熱可塑性樹脂成分の軟化点または融点に15〜25℃を加えた温度であり、さらに好ましくは、熱可塑性樹脂成分の軟化点または融点に20℃を加えた温度であり、具体的には、120℃(つまり、熱可塑性樹脂成分の軟化点または融点が100℃であり、その100℃に20℃を加えた温度)である。 On the other hand, when the resin component 3 is a thermoplastic resin component (for example, polyethylene), the thermocompression bonding temperature is, for example, a temperature obtained by adding 10 to 30 ° C. to the softening point or melting point of the thermoplastic resin component, Preferably, it is a temperature obtained by adding 15 to 25 ° C. to the softening point or melting point of the thermoplastic resin component, more preferably a temperature obtained by adding 20 ° C. to the softening point or melting point of the thermoplastic resin component. Is 120 ° C. (that is, the temperature at which the softening point or melting point of the thermoplastic resin component is 100 ° C., and 20 ° C. is added to 100 ° C.).
熱伝導性シート1は、上記した初期接着力試験(1)において、被着体から脱落する場合、つまり、熱伝導性シート1と被着体との仮固定状態が保持されない場合には、熱伝導性シート1を被着体に確実に仮固定することができない。 When the thermal conductive sheet 1 falls off from the adherend in the initial adhesive strength test (1) described above, that is, when the temporarily fixed state between the thermal conductive sheet 1 and the adherend is not maintained, The conductive sheet 1 cannot be temporarily fixed securely to the adherend.
なお、樹脂成分3が熱硬化性樹脂成分である場合には、初期接着力試験(1)および初期接着力試験(2)(後述)に供される熱伝導性シート1は、未硬化の熱伝導性シート1であり、初期接着力試験(1)および初期接着力試験(2)における加熱圧着により、熱伝導性シート1は、Bステージ状態とされる。 In addition, when the resin component 3 is a thermosetting resin component, the heat conductive sheet 1 used for the initial adhesive strength test (1) and the initial adhesive strength test (2) (described later) is uncured heat. It is the conductive sheet 1, and the heat conductive sheet 1 is brought into a B-stage state by thermocompression bonding in the initial adhesive strength test (1) and the initial adhesive strength test (2).
また、樹脂成分3が熱可塑性樹脂成分である場合には、初期接着力試験(1)および初期接着力試験(2)(後述)に供される熱伝導性シート1は、固体状の熱伝導性シート1であり、初期接着力試験(1)および初期接着力試験(2)における加熱圧着により、熱伝導性シート1は、軟化状態とされる。 Moreover, when the resin component 3 is a thermoplastic resin component, the heat conductive sheet 1 used for the initial adhesive strength test (1) and the initial adhesive strength test (2) (described later) is a solid heat conductive material. The heat conductive sheet 1 is in a softened state by thermocompression bonding in the initial adhesive strength test (1) and the initial adhesive strength test (2).
好ましくは、熱伝導性シート1は、上記した初期接着力試験(1)および以下の初期接着力試験(2)の両方において、被着体から脱落しない。つまり、熱伝導性シート1と被着体との仮固定状態が保持される。 Preferably, the heat conductive sheet 1 does not fall off from the adherend in both the initial adhesive strength test (1) and the initial adhesive strength test (2) described below. That is, the temporarily fixed state of the heat conductive sheet 1 and the adherend is maintained.
初期接着力試験(2):熱伝導性シート1を水平方向に沿う被着体の上に加熱圧着して仮固定して、10分間放置した後、被着体を鉛直方向(上下方向)に沿うように配置する。 Initial adhesion test (2): The thermal conductive sheet 1 is heat-pressed and temporarily fixed on the adherend along the horizontal direction, and left for 10 minutes, and then the adherend is placed in the vertical direction (vertical direction). Arrange along.
初期接着力試験(2)の加熱圧着における温度は、上記した初期接着力試験(1)の加熱圧着における温度と同様である。 The temperature in the thermocompression bonding in the initial adhesive strength test (2) is the same as the temperature in the thermocompression bonding in the initial adhesive strength test (1).
また、熱伝導性シート1は、JIS K 5600−5−1の円筒形マンドレル法に準拠する耐屈曲性試験において、下記の試験条件で評価したときに、好ましくは、破断が観察されない。 Moreover, when the heat conductive sheet 1 is evaluated under the following test conditions in a bending resistance test based on the cylindrical mandrel method of JIS K 5600-5-1, preferably no breakage is observed.
試験条件
試験装置:タイプI
マンドレル:直径10mm
屈曲角度:90度以上
熱伝導性シート1の厚み:0.3mm
さらに好ましくは、熱伝導性シート1は、上記した試験条件において、屈曲角度を180度に設定したときでも、破断が観察されない。
Test conditions Test equipment: Type I
Mandrel: 10mm in diameter
Bending angle: 90 degrees or more Thickness of the thermal conductive sheet 1: 0.3 mm
More preferably, the thermal conductive sheet 1 is not observed to break even when the bending angle is set to 180 degrees under the test conditions described above.
なお、樹脂成分3が熱硬化性樹脂成分である場合には、屈曲性試験に供される熱伝導性シート1は、半硬化(Bステージ状態)の熱伝導性シート1(つまり、熱硬化前の熱伝導性シート1)である。 When the resin component 3 is a thermosetting resin component, the heat conductive sheet 1 subjected to the flexibility test is a semi-cured (B stage state) heat conductive sheet 1 (that is, before thermosetting). The heat conductive sheet 1).
上記した屈曲角度での耐屈曲性試験において熱伝導性シート1に破断が観察される場合には、熱伝導性シート1に優れた柔軟性および段差追従性(後述)を付与することができない場合がある。 When breakage is observed in the heat conductive sheet 1 in the above-described bending resistance test at the bending angle, excellent flexibility and step following ability (described later) cannot be imparted to the heat conductive sheet 1 There is.
また、この熱伝導性シート1は、JIS K 7171(2008年)に準拠する3点曲げ試験において、下記の試験条件で評価したときに、例えば、破断が観察されない。 Moreover, when this heat conductive sheet 1 is evaluated on the following test conditions in the 3 point | piece bending test based on JISK7171 (2008), a fracture | rupture is not observed, for example.
試験条件
試験片:サイズ20mm×15mm
支点間距離:5mm
試験速度:20mm/min(圧子の押下速度)
曲げ角度:120度
評価方法:上記試験条件で試験したときの、試験片の中央部におけるクラックなどの破断の有無を目視にて観察する。
Test conditions Test piece: Size 20mm x 15mm
Distance between fulcrums: 5mm
Test speed: 20 mm / min (pressing speed of indenter)
Bending angle: 120 degrees Evaluation method: When tested under the above test conditions, the presence or absence of breakage such as cracks at the center of the test piece is visually observed.
なお、3点曲げ試験には、樹脂成分3が熱硬化性樹脂成分である場合に、熱硬化前の熱伝導性シート1が用いられる。 In the three-point bending test, when the resin component 3 is a thermosetting resin component, the thermally conductive sheet 1 before thermosetting is used.
従って、この熱伝導性シート1は、上記した3点曲げ試験において破断が観察されないことから、段差追従性が優れている。なお、段差追従性とは、熱伝導性シート1を、段差のある設置対象(例えば、上記したノートパソコン用実装基板など)に設けるときに、その段差(例えば、上記した電子部品によって形成される段差)に沿って密着するように追従する特性である。 Therefore, since this heat conductive sheet 1 is not observed in the above-described three-point bending test, the step followability is excellent. Note that the step following property is formed by the step (for example, the electronic component described above) when the thermal conductive sheet 1 is provided on a stepped installation target (for example, the above-described mounting board for a notebook personal computer). This is a characteristic of following along a step).
また、熱伝導性シート1には、例えば、文字、記号などのマークを付着させることができる。つまり、熱伝導性シート1は、マーク付着性に優れている。マーク付着性とは、上記したマークを熱伝導性シート1に確実に付着させることができる特性である。 Moreover, marks, such as a character and a symbol, can be made to adhere to the heat conductive sheet 1, for example. That is, the heat conductive sheet 1 is excellent in mark adhesion. The mark adhesion is a characteristic that allows the above-described marks to be reliably adhered to the heat conductive sheet 1.
マークは、具体的には、印刷、または、刻印などによって熱伝導性シート1に付着(塗布、定着または固着)される。 Specifically, the mark is attached (applied, fixed, or fixed) to the heat conductive sheet 1 by printing or engraving.
印刷として、例えば、インクジェット印刷、凸版印刷、凹版印刷、レーザー印刷などが挙げられる。 Examples of printing include ink jet printing, letterpress printing, intaglio printing, and laser printing.
なお、インクジェット印刷、凸版印刷または凹版印刷によって、マークが印刷される場合には、例えば、マークの定着性を向上させるためのインク定着層を、熱伝導性シート1の表面(印刷側面)に設けることができる。 In addition, when a mark is printed by inkjet printing, letterpress printing, or intaglio printing, for example, an ink fixing layer for improving the fixability of the mark is provided on the surface (printing side surface) of the heat conductive sheet 1. be able to.
また、レーザー印刷によって、マークが印刷される場合には、例えば、マークの定着性を向上させるためのトナー定着層を、熱伝導性シート1の表面(印刷側面)に設けることができる。 Further, when the mark is printed by laser printing, for example, a toner fixing layer for improving the fixability of the mark can be provided on the surface (printing side surface) of the heat conductive sheet 1.
刻印としては、例えば、レーザー刻印、打刻などが挙げられる。 Examples of the marking include laser marking and stamping.
そして、上記した熱伝導性シート1は、面方向SDの熱伝導性に優れながら、被着体に対する、所定温度の加熱圧着後の接着力(初期接着力)にも優れている。 And the above-mentioned heat conductive sheet 1 is excellent also in the adhesive force (initial adhesive force) after thermocompression-bonding of the predetermined temperature with respect to a to-be-adhered body, being excellent in the surface direction SD.
そのため、熱伝導性シート1を、被着体に対して加熱圧着すれば、熱伝導性シート1を被着体に確実に固定(仮固定)することができる。 Therefore, if the heat conductive sheet 1 is heat-bonded to the adherend, the heat conductive sheet 1 can be reliably fixed (temporarily fixed) to the adherend.
そのため、熱伝導性シート1を被着体に対してBステージ状態で仮固定して、その後、熱伝導性シート1を加熱により熱硬化させることにより、熱伝導性シート1を被着体に確実に接着できながら、熱伝導性シート1により被着体の熱を熱伝導性シート1の面方向SDに沿って効率的に熱伝導させることができる。 Therefore, the heat conductive sheet 1 is temporarily fixed to the adherend in a B-stage state, and then the heat conductive sheet 1 is thermally cured by heating, so that the heat conductive sheet 1 is securely attached to the adherend. The heat of the adherend can be efficiently conducted along the surface direction SD of the heat conductive sheet 1 by the heat conductive sheet 1 while being adhered to the surface.
なお、被着体としては、特に限定されず、例えば、上記した電子部品の他に、発光ダイオードなども挙げられる。 In addition, it does not specifically limit as a to-be-adhered body, For example, a light emitting diode etc. are mentioned besides the above-mentioned electronic component.
一方、熱伝導性シート1の被着体に対する仮固定の後、必要により位置調整のために一旦剥離して、再貼着(リワーク)したい場合があるが、上記した熱伝導性シート1は、Bステージ状態であり、リワーク性が良好である。そのため、熱伝導性シート1は、剥離時に、被着体の表面に残存することを防止できながら、容易に、リワークすることができる。 On the other hand, after temporary fixing to the adherend of the heat conductive sheet 1, there may be a case where it is desired to peel once for position adjustment and reattach (rework) if necessary. It is in the B stage state and reworkability is good. Therefore, the heat conductive sheet 1 can be easily reworked while preventing the heat conductive sheet 1 from remaining on the surface of the adherend during peeling.
さらに、たとえ、熱伝導性シート1が被着体の表面に残存しても、熱伝導性シート1が未硬化(硬化前)であるので、残存物を容易に拭き取る(除去する)ことができる。 Furthermore, even if the heat conductive sheet 1 remains on the surface of the adherend, since the heat conductive sheet 1 is uncured (before curing), the residue can be easily wiped off (removed). .
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例に限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples.
実施例1
PT−110(商品名、板状の窒化ホウ素粒子、平均粒子径(光散乱法)45μm、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製)13.42gと、JER828(商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、第1エポキシ樹脂、液状、エポキシ当量184〜194g/eqiv.、軟化温度(環球法)25℃未満、溶融粘度(80℃)70mPa・s、ジャパンエポキシレジン社製)1.0g、および、EPPN−501HY(商品名、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、第2エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量163〜175g/eqiv.、軟化温度(環球法)57〜63℃、日本化薬社製)2.0gと、硬化剤(キュアゾール2P4MHZ−PW(商品名、四国化成社製)の5質量%メチルエチルケトン分散液)3g(固形分0.15g)(エポキシ樹脂であるJER828およびEPPN−501HYの総量に対して5質量%)とを配合して攪拌し、室温(23℃)で1晩放置して、メチルエチルケトン(硬化剤の分散媒)を揮発させて、半固形状の混合物を調製した。
Example 1
PT-110 (trade name, plate-like boron nitride particles, average particle diameter (light scattering method) 45 μm, manufactured by Momentive Performance Materials Japan) 13.42 g and JER828 (trade name, bisphenol A type epoxy resin) , First epoxy resin, liquid, epoxy equivalent 184 to 194 g / eqiv, softening temperature (ring and ball method) less than 25 ° C., melt viscosity (80 ° C.) 70 mPa · s, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. 1.0 g, and EPPN -501HY (trade name, triphenylmethane type epoxy resin, second epoxy resin, solid, epoxy equivalent of 163 to 175 g / eqiv., Softening temperature (ring and ball method) 57 to 63 ° C., manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 2.0 g And 5% by weight methyl ethyl ketone dispersion of curing agent (CURESOL 2P4MHZ-PW (trade name, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) 3 g (solid content 0.15 g) (5% by mass based on the total amount of epoxy resin JER828 and EPPN-501HY) and stirred, left at room temperature (23 ° C.) overnight to stand for methyl ethyl ketone (cured) The dispersion medium of the agent was volatilized to prepare a semi-solid mixture.
なお、上記の配合において、硬化剤を除く固形分(つまり、窒化ホウ素粒子と、エポキシ樹脂との固形分)の総体積に対する窒化ホウ素粒子の体積百分率(体積%)は、70体積%であった。 In the above formulation, the volume percentage (volume%) of the boron nitride particles with respect to the total volume of the solid content excluding the curing agent (that is, the solid content of the boron nitride particles and the epoxy resin) was 70% by volume. .
次いで、得られた混合物をシリコーン処理した2枚の離型フィルムで挟み込み、それらを真空加熱プレス機によって、80℃、10Paの雰囲気(真空雰囲気)下、5トンの荷重(20MPa)で、2分間、熱プレスすることにより、厚み0.3mmのプレスシートを得た(図2(a)参照)。 Next, the obtained mixture was sandwiched between two release films treated with silicone, and they were placed in a vacuum heating press machine at 80 ° C. in an atmosphere of 10 Pa (vacuum atmosphere) under a load of 5 tons (20 MPa) for 2 minutes. A press sheet having a thickness of 0.3 mm was obtained by hot pressing (see FIG. 2A).
その後、得られたプレスシートを、プレスシートの厚み方向に投影したときに、複数個に分割されるように切断することにより分割シートを得(図2(b)参照)、続いて、分割シートを厚み方向に積層して積層シートを得た(図2(c)参照)。 After that, when the obtained press sheet is projected in the thickness direction of the press sheet, a divided sheet is obtained by cutting so as to be divided into a plurality of pieces (see FIG. 2B), and then the divided sheet. Were laminated in the thickness direction to obtain a laminated sheet (see FIG. 2C).
続いて、得られた積層シートを、上記と同様の真空加熱プレス機によって、上記と同様の条件で熱プレスした(図2(a)参照)。 Subsequently, the obtained laminated sheet was hot-pressed under the same conditions as described above using a vacuum heating press similar to the above (see FIG. 2A).
次いで、上記した切断、積層および熱プレスの一連の操作(図2参照)を、4回繰り返して、厚み0.3mmの熱伝導性シート(未硬化状態)を得た。 Subsequently, the above-described series of operations of cutting, laminating and hot pressing (see FIG. 2) was repeated four times to obtain a thermally conductive sheet (uncured state) having a thickness of 0.3 mm.
実施例2〜16
表1〜表3の配合処方および製造条件に準拠して、実施例1と同様に処理して、熱伝導性シートを得た。
Examples 2-16
Based on the formulation and production conditions in Tables 1 to 3, the same treatment as in Example 1 was performed to obtain a heat conductive sheet.
(評価)
1.熱伝導率
実施例1〜16により得られた熱伝導性シートについて、熱伝導率を測定した。
(Evaluation)
1. Thermal conductivity The thermal conductivity was measured about the heat conductive sheet obtained by Examples 1-16.
すなわち、面方向(SD)における熱伝導率を、キセノンフラッシュアナライザー「LFA−447型」(NETZSCH社製)を用いるパルス加熱法により測定した。 That is, the thermal conductivity in the plane direction (SD) was measured by a pulse heating method using a xenon flash analyzer “LFA-447 type” (manufactured by NETZSCH).
その結果を表1〜表3に示す。
2.初期接着力試験
2−1.ノートパソコン用実装基板に対する初期接着力試験
実施例1〜16により得られた熱伝導性シートについて、複数の電子部品が実装されたノートパソコン用実装基板に対する初期接着力試験(1)および(2)を実施した。
The results are shown in Tables 1 to 3.
2. Initial adhesion test 2-1. Initial Adhesive Strength Test for Laptop PC Mounting Board Initial adhesive strength test for notebook PC mounting board on which a plurality of electronic components are mounted (1) and (2) for the thermally conductive sheets obtained in Examples 1-16 Carried out.
すなわち、熱伝導性シートを水平方向に沿うノートパソコン用実装基板の表面(電子部品が実装される側)に、シリコーン樹脂からなるスポンジロールを用いて、80℃(実施例1〜9および実施例11〜16)または120℃(実施例10)で加熱圧着して仮固定して、10分間放置した後、ノートパソコン用実装基板を上下方向に沿うように設置した(初期接着力試験(2))。 That is, using a sponge roll made of silicone resin on the surface (the side on which the electronic component is mounted) of the mounting board for a notebook computer along the horizontal direction of the heat conductive sheet, 80 ° C. (Examples 1 to 9 and Examples) 11 to 16) or 120 ° C. (Example 10) by thermocompression bonding and temporarily fixed, and left to stand for 10 minutes, and then installed a mounting board for a notebook computer along the vertical direction (Initial Adhesion Test (2)) ).
続いて、ノートパソコン用実装基板を、熱伝導性シートが下側を指向するように(つまり、仮固定直後の状態から上下反転するように)設置した(初期接着力試験(1))。 Subsequently, the mounting board for the notebook personal computer was installed so that the heat conductive sheet was directed downward (that is, upside down from the state immediately after temporary fixing) (initial adhesive force test (1)).
そして、上記した初期接着力試験(1)および初期接着力試験(2)において、熱伝導性シートを下記の基準に従って評価した。その結果を表1〜表3に示す。 And in the above-mentioned initial adhesive strength test (1) and initial adhesive strength test (2), the heat conductive sheet was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 to 3.
<基準>
○:熱伝導性シートがノートパソコン用実装基板から脱落しなかったことを確認した。
<Standard>
○: It was confirmed that the thermal conductive sheet did not fall off from the mounting board for notebook computers.
×:熱伝導性シートがノートパソコン用実装基板から脱落したことを確認した。 X: It was confirmed that the heat conductive sheet was detached from the mounting board for the notebook computer.
2−2.ステンレス基板に対する初期接着力試験
実施例1〜16により得られた熱伝導性シートについて、ステンレス基板(SUS304製)に対する初期接着力試験(1)および(2)を、上記と同様にして実施した。
2-2. Initial adhesive strength test for stainless steel substrate For the thermally conductive sheets obtained in Examples 1 to 16, initial adhesive strength tests (1) and (2) for a stainless steel substrate (made of SUS304) were performed in the same manner as described above.
その結果、初期接着力試験(1)および(2)の両方において、熱伝導性シートはステンレス基板から脱落しなかった。 As a result, in both the initial adhesive strength tests (1) and (2), the heat conductive sheet did not fall off from the stainless steel substrate.
そして、上記した初期接着力試験(1)および初期接着力試験(2)において、熱伝導性シートを下記の基準に従って評価した。その結果を表1〜表3に示す。 And in the above-mentioned initial adhesive strength test (1) and initial adhesive strength test (2), the heat conductive sheet was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 to 3.
<基準>
○:熱伝導性シートがステンレス基板から脱落しなかったことを確認した。
<Standard>
○: It was confirmed that the heat conductive sheet did not fall off from the stainless steel substrate.
×:熱伝導性シートがステンレス基板から脱落したことを確認した。
3.空隙率(P)
実施例1〜16により得られた熱伝導性シートの空隙率(P1)を下記の測定方法により測定した。
X: It confirmed that the heat conductive sheet fell from the stainless steel substrate.
3. Porosity (P)
The porosity (P1) of the heat conductive sheet obtained by Examples 1-16 was measured with the following measuring method.
空隙率の測定方法:まず、熱伝導性シートを厚み方向に沿ってクロスセクションポリッシャー(CP)により切断加工して、それにより現れる断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)で、200倍で観察して、像を得た。その後、得られた像から、空隙部分と、それ以外の部分とを二値化処理し、次いで、熱伝導性シート全体の断面積に対する空隙部分の面積比を算出した。 その結果を表1〜表3に示す。
4.段差追従性(3点曲げ試験)
実施例1〜16により得られた熱伝導性シートについて、下記試験条件における3点曲げ試験を、JIS K7171(2008年)に準拠して、実施することにより、段差追従性を下記の評価基準に従って評価した。その結果を表1〜表3に示す。
Method for measuring porosity: First, a thermally conductive sheet is cut along a thickness direction by a cross section polisher (CP), and a cross section that appears is observed at 200 times with a scanning electron microscope (SEM). And got a statue. Thereafter, the void portion and other portions were binarized from the obtained image, and then the area ratio of the void portion to the cross-sectional area of the entire heat conductive sheet was calculated. The results are shown in Tables 1 to 3.
4). Step following ability (3-point bending test)
About the heat conductive sheet obtained by Examples 1-16, the three-point bending test in the following test conditions is implemented based on JISK7171 (2008), and level | step difference followability is according to the following evaluation criteria. evaluated. The results are shown in Tables 1 to 3.
試験条件
試験片:サイズ20mm×15mm
支点間距離:5mm
試験速度:20mm/min(圧子の押下速度)
曲げ角度:120度
(評価基準)
◎:破断が全く観察されなかった。
Test conditions Test piece: Size 20mm x 15mm
Distance between fulcrums: 5mm
Test speed: 20 mm / min (pressing speed of indenter)
Bending angle: 120 degrees (evaluation criteria)
A: No fracture was observed at all.
○:破断がほとんど観察されなかった。 ○: Fracture was hardly observed.
×:破断が明確に観察された。
5.印刷マーク視認性(印刷マーク付着性:インクジェット印刷またはレーザー印刷によるマーク付着性)
実施例1〜16により得られた熱伝導性シートに、インクジェット印刷およびレーザー印刷によって、マークを印刷し、かかるマークを観察した。
X: Breakage was clearly observed.
5. Print mark visibility (print mark adhesion: mark adhesion by inkjet printing or laser printing)
The mark was printed on the heat conductive sheet obtained by Examples 1-16 by inkjet printing and laser printing, and this mark was observed.
その結果、実施例1〜16の熱伝導性シートのいずれについても、インクジェット印刷およびレーザー印刷の両方によるマークを良好に視認することができ、印刷マーク付着性が良好であることを確認した。 As a result, for any of the thermally conductive sheets of Examples 1 to 16, it was confirmed that marks by both ink jet printing and laser printing could be seen well, and the print mark adhesion was good.
表1〜表3における各成分中の数値は、特段の記載がない場合には、g数を示す。 The numerical value in each component in Tables 1 to 3 indicates the number of grams unless otherwise specified.
なお、表1〜表3の窒化ホウ素粒子の欄において、上段の数値は、窒化ホウ素粒子の配合質量(g)であり、中段の数値は、熱伝導性シートにおいて硬化剤を除く固形分(つまり、窒化ホウ素粒子と、エポキシ樹脂またはポリエチレンとの固形分)の総体積に対する窒化ホウ素粒子の体積百分率(体積%)であり、下段の数値は、熱伝導性シートの固形分(つまり、窒化ホウ素粒子と、エポキシ樹脂および硬化剤との固形分)の総体積に対する窒化ホウ素粒子の体積百分率(体積%)である。 In the column of boron nitride particles in Tables 1 to 3, the upper numerical value is the compounding mass (g) of boron nitride particles, and the intermediate numerical value is the solid content excluding the curing agent in the thermally conductive sheet (that is, , The volume percentage (volume%) of the boron nitride particles to the total volume of the boron nitride particles and the solid content of the epoxy resin or polyethylene), and the lower number is the solid content of the thermally conductive sheet (that is, boron nitride particles) And the volume percentage (volume%) of the boron nitride particles with respect to the total volume of the solid content of the epoxy resin and the curing agent.
また、表1〜表3の各成分中、※印を付した成分について、以下にその詳細を記載する。
PT−110※1:商品名、板状の窒化ホウ素粒子、平均粒子径(光散乱法)45μm、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製
UHP−1※2:商品名:ショービーエヌUHP−1、板状の窒化ホウ素粒子、平均粒子径(光散乱法)9μm、昭和電工社製
エポキシ樹脂A※3:オグソールEG(商品名)、ビスアリールフルオレン型エポキシ樹脂、半固形状、エポキシ当量294g/eqiv.、軟化温度(環球法)47℃、溶融粘度(80℃)1360mPa・s、大阪ガスケミカル社製
エポキシ樹脂B※4:JER828(商品名)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、液状、エポキシ当量184〜194g/eqiv.、軟化温度(環球法)25℃未満、溶融粘度(80℃)70mPa・s、ジャパンエポキシレジン社製
エポキシ樹脂C※5:JER1002(商品名)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量600〜700g/eqiv.、軟化温度(環球法)78℃、溶融粘度(80℃)10000mPa・s以上(測定限界以上)、ジャパンエポキシレジン社製
エポキシ樹脂D※6:EPPN−501HY(商品名)、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量163〜175g/eqiv.、軟化温度(環球法)57〜63℃、日本化薬社製
硬化剤※7:キュアゾール2PZ(商品名、四国化成社製)の5質量%メチルエチルケトン溶液
硬化剤※8:キュアゾール2P4MHZ−PW(商品名、四国化成社製)の5質量%メチルエチルケトン分散液
ポリエチレン※9:低密度ポリエチレン、重量平均分子量(Mw)4000、数平均分子量(Mn)1700、融点100℃〜105℃、Aldrich社製
Details of the components marked with * among the components in Tables 1 to 3 are described below.
PT-110 * 1 : Product name, plate-like boron nitride particles, average particle size (light scattering method) 45 μm, UHP-1 manufactured by Momentive Performance Materials Japan Ltd. * 2 : Product name: Shovie N UHP- 1, plate-like boron nitride particles, average particle diameter (light scattering method) 9 μm, Showa Denko Epoxy Resin A * 3 : Ogsol EG (trade name), bisarylfluorene type epoxy resin, semi-solid, epoxy equivalent 294 g / Eqiv. , Softening temperature (ring and ball method) 47 ° C., melt viscosity (80 ° C.) 1360 mPa · s, epoxy resin B manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd. * 4 : JER828 (trade name), bisphenol A type epoxy resin, liquid, epoxy equivalent 184 to 194 g / Eqiv. , Softening temperature (ring ball method) less than 25 ° C., melt viscosity (80 ° C.) 70 mPa · s, epoxy resin C * 5 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd .: JER1002 (trade name), bisphenol A type epoxy resin, solid, epoxy equivalent 600 -700 g / eqiv. , Softening temperature (ring and ball method) 78 ° C., melt viscosity (80 ° C.) 10000 mPa · s or more (measurement limit or more), epoxy resin D * 6 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd .: EPPN-501HY (trade name), triphenylmethane type epoxy Resin, solid, epoxy equivalent 163-175 g / eqiv. , Softening temperature (ring and ball method) 57-63 ° C., Nippon Kayaku Co., Ltd. curing agent * 7 : Curazole 2PZ (trade name, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) 5 mass% methyl ethyl ketone solution curing agent * 8 : Cureazole 2P4MHZ-PW (Product) 5% by weight methyl ethyl ketone dispersion polyethylene * 9 : low density polyethylene, weight average molecular weight (Mw) 4000, number average molecular weight (Mn) 1700, melting point 100 ° C. to 105 ° C., made by Aldrich
1 熱伝導性シート
2 窒化ホウ素粒子
TD 厚み方向
SD 面方向(直交方向)
1 Thermal Conductive Sheet 2 Boron Nitride Particles TD Thickness Direction SD Plane Direction (Orthogonal Direction)
Claims (1)
前記熱伝導性シートの厚み方向に対する直交方向の熱伝導率が、4W/m・K以上であり、
前記熱伝導性シートは、下記の初期接着力試験(1)において、被着体から脱落しないことを特徴とする、熱伝導性シート。
初期接着力試験(1):熱伝導性シートを水平方向に沿う被着体の上に仮固定し、その後、前記被着体を上下反転させる。
A thermally conductive sheet containing plate-like boron nitride particles,
The thermal conductivity in the direction orthogonal to the thickness direction of the thermal conductive sheet is 4 W / m · K or more,
The heat conductive sheet is characterized in that the heat conductive sheet does not fall off from the adherend in the following initial adhesion test (1).
Initial adhesive strength test (1): A thermally conductive sheet is temporarily fixed on an adherend along the horizontal direction, and then the adherend is turned upside down.
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