CN108605422A - 导热片及其制造方法、以及散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包含树脂和微粒状碳材料、在25℃时的ASKER C硬度为60以上、0.5MPa加压下的热阻的值为0.20℃/W以下的导热片；导热片的制造方法以及使所述导热片夹在发热体与散热体之间而成的散热装置。

Description

导热片及其制造方法、以及散热装置
技术领域
本发明涉及导热片及其制造方法、以及散热装置。
背景技术
近年来，等离子体显示面板(PDP)、集成电路(IC)芯片等电子部件随着其高性能化而发热量不断增大。结果在使用电子部件的电子设备中，需要对由电子部件的温度上升导致的功能障碍采取应对措施。
作为由电子部件的温度上升导致的功能障碍的应对措施，通常可采用通过对电子部件等发热体安装金属制的散热器、散热板、散热片等散热体来促进散热的方法。并且在使用散热体时，为了有效地从发热体向散热体传递热，通过隔着导热率高的片状的部件(导热片)并对该导热片施加规定的压力，从而使发热体和散热体密合。作为该导热片，可使用采用导热性优异的复合材料片而成型的片。对于这种夹在发热体和散热体之间而使用的导热片，除了要求具有高导热率以外，还要求具有高柔软性。这是因为考虑到为了提高导热片的导热性，需要降低导热片的热阻，而在将导热片夹在发热体和散热体之间而使用的情况下，导热片的热阻为作为导热片本身的热阻的体热阻、和发热体及散热体与导热片的界面的界面热阻的和。
已知材料本身的热阻，即体热阻由材料的厚度和导热率以下述式子的关系表示：
体热阻(m2·K/W)＝材料的厚度(m)/材料的导热率(W/m·K)。根据该关系式可知，为了减小导热片本身的热阻、即导热片的体热阻，需要使导热片的厚度变薄和提高导热片的导热率。
另一方面，已知导热片的界面热阻根据发热体和散热体的界面的密合性(界面密合性)、发热体和导热片的体热阻的差、以及散热体和导热片的体热阻的差来进行增减。特别地界面密合性可受到对导热片施加的压力、导热片的硬度(可挠性)等的影响。因此，为了减小导热片的界面热阻，通常考虑通过使导热片的表面具有初粘力、或者通过降低导热片的硬度来提高界面密合性。
例如在专利文献1中，通过由包含热塑性橡胶、热固性橡胶、热固化型橡胶固化剂以及各向异性石墨粉的组合物形成初级片，将它们层叠并从垂直方向进行切片，由此获得石墨沿垂直方向取向的热阻低的导热片。在该导热片中，通过在由该组合物形成初级片时进行热处理并用热固化型橡胶固化剂使热固性橡胶交联，由此使热塑性橡胶与被交联的热固性橡胶共存而提高柔软性和处理性。进而，作为热固性橡胶通过并用常温固体的橡胶和常温液体橡胶，从而进一步提高耐热性和柔软性的平衡。
此外，例如在专利文献2中，作为形状根据温度而变化的相变材料(PCM)，提出了含有有机硅树脂、导热性填充剂和挥发性溶剂的导热性有机硅组合物。该导热性有机硅组合物利用发热时的温度而流动化，在发热体与散热体双方的界面填充细小的凹凸等间隙而提高界面密合性，由此提高散热特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/142290号；
专利文献2：日本特开2010-18646号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是，关于专利文献1的导热片，为了降低界面热阻而赋予了需要以上的粘着性，在安装时和交换时的操作性和剥离性差，在交换时片成分残留于散热装置的主体。
此外，关于专利文献2的导热性有机硅组合物，在散热时流动化而进入到发热体、散热体具有的沟等细微部分，因此剥离性非常差、难以进行交换等，重复工作性差。
即，当以降低导热片的界面热阻为目的而对导热片表面赋予高的粘着性、或大幅度提高导热片的可挠性时，会产生导热片的处理性差的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种处理性优异、在比较高的压力下导热性优异的导热片。在此，“比较高的压力”是指0.1MPa以上，“处理性优异”是指硬度与粘着性的平衡优异，安装时和交换时的操作性优异。
此外，本发明的目的在于提供在比较高的压力下具有优异的散热特性的散热装置。
用于解决课题的方案
本发明人等为了实现上述目的进行了深入研究。然后发现，使用包含微粒状碳材料和树脂的组合物形成的、并且具有规定的硬度和规定的热阻值的导热片在比较高的压力下具有优异的导热性，并且处理性优异，从而完成了本发明。
即，本发明的目的在于有利地解决上述课题，本发明的导热片的特征在于，包含树脂和微粒状碳材料，在25℃时的ASKER C硬度为60以上，0.5MPa加压下的热阻的值为0.20℃/W以下。这种结构的导热片的硬度与粘着性的平衡优异，因此处理性优异，能够在比较高的压力下具有优异的导热性和散热特性。
在本发明的导热片中，优选0.1MPa加压下的热阻的值为0.40℃/W以下。当0.1MPa加压下的热阻的值为0.40℃/W以下时，即使使用环境的加压力降低也会抑制导热片的热阻的增大，能够在宽范围的加压下保持优异的导热性和散热特性。
在本发明的导热片中，优选通过探针初粘力试验测定的初粘力为0.85N以下。当通过探针初粘力试验测定的初粘力为0.85N以下时，在使用时示出良好的密合性并且在安装时和交换时具有良好的剥离性，能够不损坏导热片即不使导热片成分残留于该安装物而从发热体、散热体等安装物取下导热片。
在本发明的导热片中，优选所述树脂为热塑性树脂，更优选所述热塑性树脂为常温固体的树脂和常温液体树脂的组合。当树脂为热塑性树脂时，能够进一步提高导热片的硬度与粘着性的平衡，能够进一步提高处理性。此外，当热塑性树脂为常温固体树脂与常温液体树脂的组合时，在安装时和交换时的室温环境下，能够提高导热片的硬度与粘着性的平衡，能够提高处理性。此外，在使用时(散热时)的高温环境下，能够提高界面密合性而使界面热阻降低，能够提高导热片的导热性(即散热特性)。
本发明的散热装置的特征在于，其是使本发明的导热片夹在发热体与散热体之间而成的装置。通过使处理性优异的、在比较高的压力下导热性优异的本发明的导热片夹在发热体和散热体之间，从而能够在比较高的压力下发挥优异的散热特性。
本发明的导热片的制造方法的特征在于包含以下工序：
将包含树脂、微粒状碳材料的组合物加压而成型为片状，得到半成品导热片的工序；
将多张该半成品导热片在厚度方向层叠、或者将该半成品导热片折叠或卷绕，得到层叠体的工序；以及
将该层叠体以与层叠方向成45°以下的角度进行切片，得到导热片的工序。
在以此方式得到的导热片内，微粒状碳材料沿厚度方向排列，不仅能够提高厚度方向的导热性，还能够提高导电性。
发明效果
根据本发明，能够提供一种处理性优异、在比较高的压力下导热性优异的导热片。
此外，根据本发明，能够提供在比较高的压力下具有优异的散热特性的散热装置。
附图说明
图1为示出在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式的刃尖截面的概念图。
图2为示出作为在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式的双刃对称刃的刃尖截面的概念图。
图3为示出作为在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式的双刃非对称刃的刃尖截面的概念图。
图4为示出作为在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式的单刃的刃尖截面的概念图。
图5为关于在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式，示出从横向看到的刀整体的概念图(a)和从外侧看到的刀整体的概念图(b)。
图6为对在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式的单刃的中心轴确定方法进行说明的概念图。
图7为对在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式的双刃的中心轴确定方法进行说明的概念图。
图8为示出在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式的2段刃的刃尖截面的概念图。
图9为对于在对本发明的层叠体进行切片的工序中能够使用的刀刃的一个实施方式，从横向看到的2片刀的刀整体的概念图例子。
具体实施方式
以下，基于该实施方式对本发明详细进行例示说明。
本发明的导热片例如能够在将散热体安装于发热体时夹在发热体与散热体之间来使用。即，本发明的导热片能够与发热体、散热器、散热板、散热片等散热体一同构成散热装置。并且，本发明的导热片能够使用例如本发明的导热片的制造方法来制造。
(导热片)
本发明的导热片的特征在于，包含树脂和微粒状碳材料，在25℃时的ASKER C硬度为60以上，0.5MPa加压下的热阻的值为0.20℃/W以下。在导热片不含有微粒状碳材料的情况下，无法获得充分的导热性。此外，在导热片不含有树脂的情况下，无法得到充分的柔软性。
[树脂]
在此，作为树脂没有特别限定，能够使用可用于形成导热片的已知树脂，其中优选使用热塑性树脂。这是因为，如果使用热塑性树脂，则能够在使用时(散热时)的高温环境下进一步提高导热片的柔软性，使发热体和散热体隔着导热片良好地密合。此外，作为树脂，在不失去本发明的导热片的特性和效果的条件下能够并用热固性树脂。
另外，在本发明中，橡胶和弹性体被包含于“树脂”中。
[[热塑性树脂]]
作为可用于形成导热片的已知的热塑性树脂，可举出常温固体的热塑性树脂、常温液体的热塑性树脂等。在本发明的导热片中，作为热塑性树脂，优选使用常温固体的热塑性树脂和常温液体的热塑性树脂的组合。在此，“常温”是指23℃。通过组合使用常温固体的热塑性树脂和常温液体的热塑性树脂，从而能够在安装时和交换时的室温环境下即在常温环境下，通过固体的热塑性树脂和液体的热塑性树脂共存从而提高导热片的硬度与粘着性的平衡，提高处理性。此外，通过在使用时(散热时)的高温环境下常温固体的热塑性树脂增塑化，能够提高界面密合性而使界面热阻降低，提高导热片的导热性(即散热特性)。
作为热塑性树脂使用时的常温固体的热塑性树脂和常温液体的热塑性树脂的比例没有特别限定，优选在热塑性树脂中以常温固体的热塑性树脂设为80～30质量％和常温液体的热塑性树脂设为20～70质量％的比例进行组合。通过以常温固体的热塑性树脂设为80～30质量％和常温液体的热塑性树脂设为20～70质量％的比例进行组合，能够进一步提高处理性和导热性。
作为常温固体的热塑性树脂，可举出例如：聚(丙烯酸-2-乙基己酯)、丙烯酸与丙烯酸-2-乙基己酯的共聚物、聚甲基丙烯酸或其酯、聚丙烯酸或其酯等丙烯酸树脂；有机硅树脂；氟树脂；聚乙烯；聚丙烯；乙烯-丙烯共聚物；聚甲基戊烯；聚氯乙烯；聚偏氯乙烯；聚醋酸乙烯酯；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；聚乙烯醇；聚缩醛；聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚苯乙烯；聚丙烯腈；苯乙烯-丙烯腈共聚物；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或其加氢物；苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物或其加氢物；聚苯醚；改性聚苯醚；脂肪族聚酰胺类；芳香族聚酰胺类；聚酰胺酰亚胺；聚碳酸酯；聚苯硫醚；聚砜；聚醚砜；聚醚腈；聚醚酮；聚酮；聚氨酯；液晶聚合物；离聚物等。这些可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为常温液体的热塑性树脂，可举出例如：丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氟树脂等。这些可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
[[热塑性氟树脂]]
本发明的导热片中含有的热塑性树脂优选包含热塑性氟树脂，更优选由热塑性氟树脂形成。通过使用热塑性氟树脂作为热塑性树脂，能够提高耐热性、耐油性以及耐药品性。此外，在本发明的导热片中含有的热塑性树脂，进一步优选为常温固体的热塑性氟树脂和常温液体的热塑性氟树脂的组合。通过使用常温固体的热塑性氟树脂和常温液体的热塑性氟树脂的组合作为热塑性树脂，除了能够提高耐热性、耐油性以及耐药品性之外，还能够提高处理性和导热性。
作为常温固体的热塑性氟树脂，可举出例如：偏氟乙烯系、四氟乙烯-丙烯系、四氟乙烯-全氟乙烯基醚系等对含氟单体进行聚合而得到的弹性体等。更具体而言，可举出：聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚氯三氟乙烯、乙烯-氯氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟间二氧杂环戊烯共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯-丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯的丙烯酸改性物、聚四氟乙烯的酯改性物、聚四氟乙烯的环氧改性物、以及聚四氟乙烯的硅烷改性物等。在这些中，从加工性的观点出发，优选聚四氟乙烯、聚四氟乙烯的丙烯酸改性物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
作为市售的常温固体的热塑性氟树脂，可举出例如：大金工业株式会社制造的DAI-EL(注册商标)G-700系列(多元醇硫化·二元聚合物；偏氟乙烯系氟树脂)、DAI-EL的G-550系列/G-600系列(多元醇硫化·三元聚合物；偏氟乙烯系氟树脂)、ALKEMA公司制造的KYNAR(注册商标)系列(偏氟乙烯系氟树脂)、KYNAR FLEX(注册商标)系列(偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯共聚物的三元氟树脂)。
常温液体的热塑性氟树脂只要是常温(23℃)为液体状的氟树脂则没有特别限定。可举出例如：偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟戊烯-四氟乙烯三元共聚物、全氟氧化丙烯聚合物、四氟乙烯-丙烯-偏氟乙烯共聚物等。作为这些常温液状的热塑性氟树脂，也能够使用例如Viton(注册商标)LM(DuPont株式会社制)、DAI-EL(注册商标)G101(大金工业株式会社制)、Dyneon FC2210(3M株式会社制)、SIFEL系列(信越化学工业株式会社制)等市售品。
常温液体的热塑性氟树脂的粘度没有特别限定，从混炼性、流动性、交联反应性良好、且成型性也优异的观点出发，优选105℃时的粘度为500～30000cps，更优选为550～25000cps。
作为热塑性树脂使用时的常温固体的热塑性氟树脂和常温液体的热塑性氟树脂的比例没有特别限定，优选在热塑性树脂100质量％中以常温固体的热塑性氟树脂设为80～30质量％和常温液体的热塑性氟树脂设为20～70质量％的比例进行组合，更优选以常温固体的热塑性氟树脂设为65～40质量％和常温液体的热塑性氟树脂设为35～60质量％的比例进行组合。
[[热固性树脂]]
在不失去本发明的导热片的特性和效果条件下，作为树脂，作为可任选使用的热固性树脂，可举出例如：天然橡胶；丁二烯橡胶；异戊二烯橡胶；腈橡胶；氢化腈橡胶；氯丁橡胶；乙烯丙烯橡胶；氯化聚乙烯；氯磺化聚乙烯；丁基橡胶；卤化丁基橡胶；聚异丁烯橡胶；环氧树脂；聚酰亚胺树脂；双马来酰亚胺树脂；苯并环丁烯树脂；酚醛树脂；不饱和聚酯；邻苯二甲酸二烯丙酯树脂；聚酰亚胺有机硅树脂；聚氨酯；热固化型聚苯醚；热固化型改性聚苯醚等。这些可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
[微粒状碳材料]
作为微粒状碳材料，没有特别限定，能够使用例如：人造石墨、鳞片状石墨、薄片化石墨、天然石墨、酸处理石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨等石墨；炭黑等。这些可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
其中，作为微粒状碳材料，优选使用膨胀石墨。这是因为，如果使用膨胀石墨，则能够提高导热片的导热性。
[[膨胀石墨]]
在此，可优选用作微粒状碳材料的膨胀石墨，能够通过例如对可膨胀石墨进行热处理而使其膨胀后进行微细化而得到，该可膨胀石墨是用硫酸等对鳞片状石墨等石墨进行化学处理而得到的。并且，作为膨胀石墨，可举出例如伊藤石墨工业株式会社制造的EC1500、EC1000、EC500、EC300、EC100、EC50(均为商品名)等。
[[微粒状碳材料的性状]]
在此，本发明的导热片中含有的微粒状碳材料的平均粒径优选为0.1μm以上，更优选为1μm以上，优选为250μm以下。这是因为如果微粒状碳材料的平均粒径为上述范围内，则能够提高导热片的导热性。
此外，本发明的导热片所含有的微粒状碳材料的长径比(长径/短径)优选为1以上且10以下，更优选为1以上且5以下。
另外，在本发明中，“平均粒径”能够通过以下方式求出：使用SEM(扫描型电子显微镜)观察导热片的厚度方向的截面，对任意的50个微粒状碳材料测定最大径(长径)，算出测定的长径的个数平均值。此外，在本发明中，“长径比”能够通过以下方式求出：使用SEM(扫描型电子显微镜)观察导热片的厚度方向的截面，对任意的50个微粒状碳材料，测定最大径(长径)以及与最大径正交的方向的粒径(短径)，算出长径与短径的比(长径/短径)的平均值。
[[微粒状碳材料的含有比例]]
而且，本发明的导热片中的微粒状碳材料的含有比例优选为30质量％以上，更优选为40质量％以上，进一步优选为50质量％以上，优选为90质量％以下，更优选为80质量％以下，进一步优选为75质量％以下。这是因为，如果导热片中的微粒状碳材料的含有比例为30质量％以上且90质量％以下，则能够平衡良好地充分提高导热片的导热率、柔软性以及强度。此外，还因为如果微粒状碳材料的含有比例为90质量％以下，则能够充分地防止微粒状碳材料的掉粉。
[纤维状碳材料]
在本发明的导热片中，可以任意地含有纤维状碳材料。作为任意地含有的纤维状碳材料，没有特别限定，能够使用例如碳纳米管、气相生长碳纤维、将有机纤维碳化而得到的碳纤维、以及它们的切割物等。这些可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
而且如果使本发明的导热片含有纤维状碳材料，则能够进一步提高导热性，并且也能够防止微粒状碳材料的掉粉。另外，通过配合纤维状碳材料能够防止微粒状碳材料的掉粉的原因尚不明确，但推测为是由于纤维状碳材料形成三维网眼结构，由此提高导热性、强度并且防止微粒状碳材料的脱离。
在上述之中，作为纤维状碳材料，优选使用碳纳米管等纤维状的碳纳米结构体，更优选使用包含碳纳米管的纤维状的碳纳米结构体。这是因为如果使用碳纳米管等纤维状的碳纳米结构体，则能够进一步提高本发明的导热片的导热性和强度。
[[包含碳纳米管的纤维状的碳纳米结构体]]
在此，可优选用作纤维状碳材料的包含碳纳米管的纤维状的碳纳米结构体，可以是仅包含碳纳米管(以下，有时称为“CNT”。)的碳纳米结构体，也可以是CNT和除CNT以外的纤维状的碳纳米结构体的混合物。
另外，作为纤维状的碳纳米结构体中的CNT，没有特别的限定，能够使用单层碳纳米管和/或多层碳纳米管，但是CNT优选为从单层至5层的碳纳米管，更优选为单层碳纳米管。这是因为如果使用单层碳纳米管，则与使用多层碳纳米管的情况相比较，能够进一步提高本发明的导热片的导热性和强度。
此外，作为包含CNT的纤维状的碳纳米结构体，优选使用直径的标准差(σ)乘以3的值(3σ)相对于平均直径(Av)的比(3σ/Av)超过0.20且小于0.60的碳纳米结构体，更优选使用3σ/Av超过0.25的碳纳米结构体，进一步优选使用3σ/Av超过0.50的碳纳米结构体。如果使用包含3σ/Av超过0.20且小于0.60的CNT的纤维状的碳纳米结构体，则即使碳纳米结构体的配合量为少量，也能够充分提高本发明的导热片的导热性和强度。因此，能够抑制由于包含CNT的纤维状的碳纳米结构体的配合而导致的本发明的导热片的硬度上升(即柔软性降低)的情况，能够以充分高的水平兼顾本发明的导热片的导热性和柔软性。
另外，“纤维状的碳纳米结构体的平均直径(Av)”和“纤维状的碳纳米结构体的直径的标准偏差(σ：样本标准偏差)”，分别能够使用透射型电子显微镜对随机选择的100根纤维状的碳纳米结构体的直径(外径)进行测定而求出。而且包含CNT的纤维状的碳纳米结构体的平均直径(Av)和标准偏差(σ)，可以通过对包含CNT的纤维状的碳纳米结构体的制造方法、制造条件进行变更来调节，也可以通过组合多种由不同制法得到的包含CNT的纤维状的碳纳米结构体来进行调整。
而且，作为包含CNT的纤维状的碳纳米结构体，通常使用在将如上述那样测定的直径作为横轴、将其频率作为纵轴而描绘、用高斯法近似时呈正态分布的碳纳米结构体。
进而，包含CNT的纤维状的碳纳米结构体优选在使用拉曼光谱法进行评价时具有径向呼吸模式(Radial Breathing Mode，RBM)的峰。另外，在仅由三层以上的多层碳纳米管形成的纤维状的碳纳米结构体的拉曼光谱中不存在RBM。
此外，包含CNT的纤维状的碳纳米结构体，优选拉曼光谱中的G带峰强度相对D带峰强度的比(G/D比)为1以上且20以下。如果G/D比为1以上且20以下，则即使纤维状的碳纳米结构体的配合量为少量，也能够充分提高本发明的导热片的导热性和强度。因此，能够抑制由于纤维状的碳纳米结构体的配合而导致的导热片的硬度上升(即柔软性降低)的情况，能够以充分高的水平兼顾本发明的导热片的导热性和柔软性。
进而，包含CNT的纤维状的碳纳米结构体的平均直径(Av)优选为0.5nm以上，进一步优选为1nm以上，优选为15nm以下，进一步优选为10nm以下。如果纤维状的碳纳米结构体的平均直径(Av)为0.5nm以上，则能够抑制纤维状的碳纳米结构体的凝聚而提高碳纳米结构体的分散性。此外，如果纤维状的碳纳米结构体的平均直径(Av)为15nm以下，则能够充分提高本发明的导热片的导热性和强度。
此外，包含CNT的纤维状的碳纳米结构体，优选合成时的结构体的平均长度为100μm以上且5000μm以下。另外，由于合成时的结构体的长度越长，在分散时CNT越容易产生断裂、切断等损坏，所以优选合成时的结构体的平均长度为5000μm以下。
进而，包含CNT的纤维状的碳纳米结构体的BET比表面积优选为600m2/g以上，进一步优选为800m2/g以上，优选为2500m2/g以下，进一步优选为1200m2/g以下。进而，在纤维状的碳纳米结构体中的CNT主要是开口的碳纳米管时，BET比表面积优选为1300m2/g以上。如果包含CNT的纤维状的碳纳米结构体的BET比表面积为600m2/g以上，则能够充分地提高本发明的导热片的导热性和强度。此外，如果包含CNT的纤维状的碳纳米结构体的BET比表面积为2500m2/g以下，则能够抑制纤维状的碳纳米结构体的凝聚而提高本发明的导热片中的CNT的分散性。
另外，在本发明中，“BET比表面积”是指使用BET法测定的氮吸附比表面积。
进而，包含CNT的纤维状的碳纳米结构体能够以集合体(取向集合体)的形式而得到，该集合体是根据后述的超级生长(Super Growth)法而在表面具有碳纳米管生长用的催化剂层的基材上沿与基材大致垂直的方向取向的集合体，作为该集合体的纤维状的碳纳米结构体的质量密度优选为0.002g/cm3以上且0.2g/cm3以下。如果质量密度为0.2g/cm3以下，则纤维状的碳纳米结构体彼此的结合变弱，因此能够在导热片中使纤维状的碳纳米结构体均匀地分散。此外，如果质量密度为0.002g/cm3以上，则能够提高纤维状的碳纳米结构体的整体性，抑制其分散，因此容易处理。
而且，具有上述性状的包含CNT的纤维状的碳纳米结构体能够按照例如以下方法有效地制造：在表面具有碳纳米管制造用的催化剂层的基材上，供给原料化合物和载气，在利用化学气相沉淀法(CVD法)合成CNT时，使体系内存在有微量的氧化剂(催化剂活化物质)，从而使催化剂层的催化剂活性显著提高的方法(超级生长法；参照国际公开第2006/011655号)。另外，在以下，有时将通过超级生长法而得到的碳纳米管称为“SGCNT”。
在此，通过超级生长法制造的包含CNT的纤维状的碳纳米结构体可以仅由SGCNT构成，也可以除SGCNT之外包含例如非圆筒形状的碳纳米结构体等其它碳纳米结构体。
[[纤维状碳材料的性状]]
而且，可包含于导热片的纤维状碳材料的平均纤维直径优选为1nm以上，更优选为3nm以上，优选为2μm以下，更优选为1μm以下。这是因为，如果纤维状碳材料的平均纤维直径为上述范围内，则能够以充分高的水平兼顾导热片的导热性、柔软性和强度。在此，纤维状碳材料的长径比优选超过10。
另外，在本发明中，“平均纤维直径”能够通过以下方法求出：使用SEM(扫描型电子显微镜)或TEM(透射型电子显微镜)观察导热片的厚度方向的截面，对任意的50个纤维状碳材料测定纤维直径，算出所测定的纤维直径的个数平均值。特别在纤维直径小的情况下，优选使用TEM(透射型电子显微镜)观察相同的截面。
[[纤维状碳材料的含有比例]]
而且本发明的导热片中的纤维状碳材料的含有比例优选为0.05质量％以上，更优选为0.2质量％以上，优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下。这是因为，如果导热片中的纤维状碳材料的含有比例为0.05质量％以上，则能够充分地提高导热片的导热性和强度，并且能够充分地防止微粒状碳材料的掉粉。进而，也是因为如果导热片中的纤维状碳材料的含有比例为5质量％以下，则能够抑制由于纤维状碳材料的配合而导致的导热片的硬度上升(即柔软性下降)，并且以充分高的水平兼顾本发明的导热片的导热性和柔软性。
[添加剂]
在本发明的导热片中，能够根据需要配合可用于形成导热片的已知的添加剂。并且，作为可配合在导热片中的添加剂，没有特别限定，可举出例如：脂肪酸酯等增塑剂；红磷系阻燃剂、磷酸酯系阻燃剂等阻燃剂；聚氨酯丙烯酸酯等韧性改良剂；氧化钙、氧化镁等吸湿剂；硅烷偶联剂、钛偶联剂、酸酐等粘接力提升剂；非离子表面活性剂、氟系表面活性剂等润湿性提升剂；无机离子交换体等离子阱剂等。
[导热片的性状]
而且本发明的导热片没有特别限定，优选具有以下性状。
[[导热片的硬度]]
本发明的导热片在25℃时的ASKER C硬度为60以上，优选为65以上，更优选为70以上。如果在25℃时的ASKER C硬度为60以上，则能够在室温具有适当的硬度，能够使安装时和交换时的操作性良好。
此外，本发明的导热片在25℃时的ASKER C硬度优选为90以下，更优选为80以下。如果在25℃时的ASKER C硬度为90以下，则能够在室温环境下具有充分的粘着性，能够进一步提高安装时和交换时的操作性。
另外，“ASKER C硬度”能够按照日本橡胶协会规格(SRIS)的ASKER C法，使用硬度计在规定的温度进行测定。
此外，本发明的导热片在70℃时的ASKER C硬度优选为55以上，更优选为60以上。如果在70℃时的ASKER C硬度为55以上，则即使在使用时(散热时)的高温环境下也能够保持充分的硬度，能够使交换时的剥离性充分，不会使导热片成分残留于散热装置的主体而进行交换。
此外，本发明的导热片在70℃时的ASKER C硬度优选为70以下，更优选为65以下。如果在70℃时的ASKER C硬度为70以下，则能够在使用时(散热时)的高温环境下具有充分的界面密合性，能够进一步提高导热性。
[[导热片的热阻]]
本发明的导热片的0.5MPa加压下的热阻的值为0.20℃/W以下，优选为0.15℃/W以下，更优选为0.13℃/W以下。如果0.5MPa加压下的热阻的值为0.20℃/W以下，则能够在施加了比较高的压力的使用环境下具有优异的导热性。
在此，热阻的值能够使用通常用于测定导热片的热阻的已知的测定方法进行测定，能够使用树脂材料热阻试验器(例如，Hitachi Technology&Service公司制，产品名“C47108”)等进行测定。
此外，本发明的导热片的0.1MPa加压下的热阻的值优选为0.40℃/W以下，更优选为0.35℃/W以下，进一步优选为0.30℃/W以下。当0.1MPa加压下的热阻的值为0.40℃/W以下时，能够在施加了比较高的压力的使用环境下保持优异的导热性。
[[导热片的初粘力]]
本发明的导热片通过探针初粘力试验测定的初粘力优选为0.85N以下，更优选为0.83N以下，进一步优选为0.80N以下。“初粘力”是指按照JIS Z0109:2015的规定，用轻的力在短时间内与被粘物粘接的特性的意思，在本说明书中也称为“粘接性”。本发明的导热片的初粘力通过探针初粘力试验来测定。具体而言，在25℃的温度条件，一边对的扁平的探针施加0.5N的载荷的压力，一边对测定对象的导热片按压10秒后，测定将探针从该导热片脱离所需要的力。当通过探针初粘力试验测定的初粘力为0.85N以下时，在使用时示出良好的密合性并且在安装时和交换时具有良好的剥离性，能够不损坏导热片即不使导热片成分残留于该安装物而从发热体、散热体等安装物取下导热片。换言之，通过探针初粘力试验测定的初粘力的数值越小，处理性越优异。
另外，本发明的导热片的初粘力能够使用探针初粘力测试仪(例如，株式会社RHESCA公司制、产品名“TAC1000”)等测定。
[[导热片的导热率]]
导热片的厚度方向的导热率在25℃时优选为20W/m·K以上，更优选为30W/m·K以上，进一步优选为40W/m·K以上。如果导热率为20W/m·K以上，则在例如将导热片夹在发热体和散热体之间而使用的情况下，能够有效地从发热体向散热体传递热。
[[导热片的厚度]]
导热片的厚度优选为0.1mm～10mm。本发明的导热片只要在不损害处理性的范围，厚度越薄能够使热阻值越小，能够越提高导热性和用于散热装置的情况下的散热特性。
[导热片的密度]
此外，本发明的导热片的密度优选为1.8g/cm3以下，更优选为1.6g/cm3以下。这是因为这种导热片的通用性高，在实际安装于例如电子部件等产品时能够有助于该电子部件的轻质化。
<导热片制备工序>
[半成品导热片成型工序]
在半成品导热片成型工序中，将包含树脂和微粒状碳材料且还任意地含有纤维状碳材料和/或添加剂的组合物加压而成型为片状，得到半成品导热片。
[[组合物]]
在此，组合物能够将树脂和微粒状碳材料、以及任意的纤维状碳材料和/或添加剂混合来进行制备。而且作为树脂、微粒状碳材料、纤维状碳材料以及添加剂，能够使用作为本发明的导热片中可包含的树脂、微粒状碳材料、纤维状碳材料及添加剂所述的树脂、微粒状碳材料、纤维状碳材料及添加剂。另外，在使导热片的树脂成为交联型的树脂的情况下，可以使用包含交联型的树脂的组合物来形成半成品导热片，也可以使用含有能够交联的树脂和固化剂的组合物来形成半成品导热片，在半成品导热片成型工序后使能够交联的树脂交联，由此使导热片含有交联型的树脂。
另外，混合没有特别限定，能够使用捏合机、辊式混炼机、亨舍尔混合机、霍巴特搅拌机等已知的混合装置来进行。此外，混合可以在醋酸乙酯等溶剂的存在下进行。可以预先使树脂溶解或分散于溶剂而制成树脂溶液再与其它碳材料和任意的添加剂混合。混合时间能够设为例如5分钟以上且6小时以下。此外，混合温度能够设为例如5℃以上且150℃以下。
另外，上述成分中，特别是纤维状碳材料由于容易凝聚、分散性低，所以在以其原本的状态与树脂、膨胀石墨等其它成分混合时，难以在组合物中良好地分散。另一方面，虽然纤维状碳材料如果以在溶剂(分散介质)中分散的分散液的状态与树脂、膨胀石墨等其它成分混合能够抑制凝聚的发生，但是在以分散液的状态混合的情况下，在混合后使固体成分凝固而得到组合物时等会使用大量的溶剂，因此用于制备组合物的溶剂的量有可能增加。因此，在将纤维状碳材料配合在用于形成半成品导热片的组合物中的情况下，优选纤维状碳材料以从分散液中除去溶剂而得到的纤维状碳材料的集合体(易分散性集合体)的状态与其它成分混合，而上述分散液是使纤维状碳材料分散于溶剂(分散介质)而得到的。从纤维状碳材料的分散液除去溶剂而得到的纤维状碳材料的集合体由一次分散于溶剂的纤维状碳材料构成，其比分散于溶剂之前的纤维状碳材料的集合体的分散性优异，因此成为分散性高的易分散性集合体。因此，如果将易分散性集合体与树脂、膨胀石墨等其它成分混合，则能够不使用大量的溶剂而有效地使纤维状碳材料在组合物中良好地分散。
在此，纤维状碳材料的分散液例如能够通过以下方式得到：将对溶剂添加纤维状碳材料而成的粗分散液供给到可得到气蚀效果的分散处理或可得到破碎效果的分散处理而得到。另外，可得到气蚀效果的分散处理是利用了在对液体赋予高能量时由于在水中产生的真空气泡破裂而产生的冲击波的分散方法。而且作为可得到气蚀效果的分散处理的具体例子，可举出利用超声波均质器的分散处理、利用喷磨机的分散处理及利用高剪切搅拌装置的分散处理。此外，可得到破碎效果的分散处理是对粗分散液施加剪切力而使纤维状碳材料的凝聚体破碎、分散，进而对粗分散液负载背压，由此能够抑制气泡产生并且使纤维状碳材料均匀地分散在溶剂中的分散方法。而且可得到破碎效果的分散处理能够使用市售的分散***(例如，产品名“BERYU SYSTEM PRO”(株式会社美粒制)等)来进行。
此外，从分散液除去溶剂能够使用干燥、过滤等已知的溶剂除去方法进行，但从迅速且有效的除去溶剂的观点出发，优选使用减压过滤等过滤来进行
[[组合物的成型]]
而且以上述方式制备的组合物能够在任意地进行脱泡和破碎后进行加压而成型为片状。另外，在混合时使用溶剂的情况下，优选在除去溶剂后成型为片状，例如如果使用真空脱泡进行脱泡，则能够在脱泡时同时进行溶剂的除去。
在此，组合物能够没有特别限定地使用负载压力的成型方法、例如压制成型、压延成型或挤出成型等已知的成型方法来成型为片状。其中，组合物优选通过压延成型而形成为片状，更优选以夹在保护膜中的状态通过辊间而成型为片状。另外，作为保护膜，没有特别限定，能够使用实施了喷砂处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等。此外，辊温度能够设为5℃以上且150℃以下。
[[半成品导热片]]
而且，在将组合物加压成型为片状而形成的半成品导热片中，推测微粒状碳材料主要在面内方向排列，特别是半成品导热片的面内方向的导热性提高。
另外，半成品导热片的厚度没有特别限定，能够设为例如0.05mm以上且2mm以下。此外，从进一步提高导热片的导热性的观点出发，半成品导热片的厚度优选为超过微粒状碳材料的平均粒径的20倍且5000倍以下。
[层叠体形成工序]
在层叠体形成工序中，将多张在半成品导热片成型工序中得到的半成品导热片在厚度方向层叠、或者将半成品导热片折叠或卷绕，得到层叠体。在此，通过半成品导热片的折叠而形成层叠体没有特别限定，能够通过使用折叠机按照一定的宽度折叠半成品导热片来进行。此外，通过半成品导热片的卷绕而形成层叠体没有特别限定，能够通过围绕平行于半成品导热片的宽度方向或长度方向的轴卷绕半成品导热片来进行。
在此，通常在层叠体形成工序中得到的层叠体中，半成品导热片的表面彼此的粘接力可通过层叠半成品导热片时的压力、折叠或卷绕时的压力而充分获得。但是，在粘接力不足的情况下、在需要充分抑制层叠体的层间剥离的情况下，也可以在用溶剂使半成品导热片的表面稍微溶解的状态下进行层叠体形成工序，还可以在将粘接剂涂敷于半成品导热片的表面的状态或将粘接层设置于半成品导热片的表面的状态下进行层叠体形成工序。
另外，作为使半成品导热片的表面溶解时所使用的溶剂，没有特别限定，能够使用能够将半成品导热片中所包含的树脂成分溶解的已知的溶剂。
此外，作为涂敷于半成品导热片的表面的粘接剂，没有特别限定，能够使用市售的粘接剂、粘着性的树脂。其中，作为粘接剂，优选使用与半成品导热片中所包含的树脂成分相同组成的树脂。而且涂敷于半成品导热片的表面的粘接剂的厚度能够设为例如10μm以上且1000μm以下。
进而，作为设置于半成品导热片的表面的粘接层，没有特别限定，能够使用双面胶带等。
另外，从抑制层间剥离的观点出发，优选一边在层叠方向以0.05MPa以上且1.0MPa以下的压力按压得到的层叠体，一边在20℃以上且100℃以下压制1～30分钟。
另外，在组合物中添加纤维状碳材料的情况下、或者在使用膨胀石墨作为微粒状碳材料的情况下，推测在将半成品导热片层叠、折叠或卷绕而得到的层叠体中，膨胀石墨、纤维状碳材料沿与层叠方向大致正交的方向排列。
[切片工序]
在切片工序中，将在层叠体形成工序中得到的层叠体以与层叠方向成45°以下的角度进行切片，得到由层叠体的切片形成的导热片。在此，作为将层叠体进行切片的方法，没有特别限定，可举出例如多刀法(Multiblade)、激光加工法、水刀法、刀加工法等。其中，从易于使导热片的厚度均匀的观点出发，优选刀加工法。此外，作为在将层叠体进行切片时的切割工具，没有特别限定，能够使用具有设有缝隙的平滑的盘面和从该缝隙部突出的刃部的切片部件(例如具有锐利的刀刃的刨、切片机)。
在此，参照附图对能够用作上述刃部的刀刃的实施方式进行说明。
具有刃部的1片刀可以是刃尖的外内两侧为切刃的“双刃”，也可以是仅有刀的外侧为切刃的“单刃”。当参照作为刃尖1的截面图的图1～4时，双刃的左右两侧为切刃2,3(图1～3)，单刃的左右两侧中仅相当于外侧的单侧为切刃2(图4)。
此外，刃尖1的截面形状没有特别限定，可以相对于通过刃尖1的最顶端的中心轴4非对称，也可以对称。在此，将刃尖的形状相对于中心轴对称的刀刃称为“对称刃”(图2)，将刃尖的形状相对于中心轴非对称的刀刃称为“非对称刃”(图3)。在刃尖的截面图中，将左右两侧的切刃各自相对于中心轴构成的角度分别称为“中心角”，这些中心角的和为刃尖的角度(以下也称为“刃角”)。例如，在双刃的刃尖截面图的图1～3中，左侧的切刃2相对于中心轴4构成的角度为中心角a，右侧的切刃3相对于中心轴4构成的角度为中心角b。刃角优选为60度以下。中心角a,b的角度没有特别限定，能够优选以刃角成为60度以下的方式来分别进行选择。例如，在图2这种双刃的对称刃中，在两侧的中心角a,b分别为20度的情况下，刃角为a与b的和即40度。在图3这种双刃的非对称刃的情况下，中心角a,b具有各自大于0度地彼此不同的角度，能够优选以a与b的和(刃角)成为60度以下的方式来进行选择。此外，如图4那样，在非对称刃的单侧的中心角a大于0度、另一侧的中心角b为0度的情况下，成为具有1个切刃2和1个刀背6的单刃。
另外，中心轴4以如下方式设定。在从横向看到的刀整体7的图5(a)中，将从刃尖的最顶端到刀的底部设为“刀高”10，将从刀的外侧8到内侧9设为“刀厚”11。图5(b)为从刀的外侧8看到的图5(a)所示的刀整体7的图。在从横向看到的刀整体的图6和图7中，在用相对于刀高10垂直的面将刀刃切断而成的截面中，从刀高10向刀厚11的方向引垂线13，将垂线13的长度为最长的垂线设为“基准线”14(图6(a)、7(a))。从该基准线14向刀刃的顶端方向引垂线15，将垂线15的长度为最长的垂线以及其延长线设为“中心轴”4(图6(b)、7(b))。如上所述，中心轴4通过刃尖的最顶端。
此外，刀刃可以是如图1～7所示的那样的1个切刃2或3相对于刀刃的中心轴4具有1个面的1段刃，也可以是如图8所示的那样的1个切刃2或3相对于刀刃的中心轴4具有倾斜角度不同的2个面的2段刃。在为2段刃的情况下，构成刃尖的最顶端(第2段)的中心角a,b的和为刃角5。在此，为了方便，将2段刃的刃角称为“刃角α”。此外，使刃尖的底部侧(第1段)倾斜角度的面向刃尖的最顶端方向延长的双点划线相对于刀刃的中心轴4构成的中心角设为c,d，为了方便将作为c、d的和的刃角16称为“刃角β”。在2段刃中，刃角α和刃角β的角度彼此不同，优选为大于0度且为60以下(0度<刃角α,刃角β≤60度)。虽然没有特别限定，但优选刃角α大于刃角β(刃角α>刃角β)。这是因为由此产生抑制卷曲的效果。另一方面，在刃角α小于刃角β的情况(刃角α<刃角β)的情况下，顶端变得锐利，但也会存在由于局部施力会使刀刃容易折断的缺点。因此，刃角α和刃角β优选为0度<刃角β<刃角α≤60度。
构成该刃部的刀的片数没有特别限定，例如可以由用1片的刀形成的1片刀构成，也可以由用2片的刀形成的2片刀构成。
如图9(a),9(b)所例示，2片刀由1片外刀17和1片内刀18构成，外刀17和内刀18刀身彼此接触而配置。在切削时，位于接近于切削对象物一侧的刀为外刀17，远离切削对象物一侧的刀为内刀18。关于外刀和内刀，只要在该2片刀作为刀发挥功能(即，具有切削功能)的范围，则从缝隙部突出的刃尖的最顶端彼此的高度可以相同也可以不相同(即，可以对齐，也可以向上下偏移)。
此外，2片刀各自可以是单刃也可以是双刃。例如，可以是外刀和内刀两者为单刃(图9(a))，也可以是外刀和内刀两者为双刃，还可以是外刀和内刀的任一者为单刃而另一者为双刃(图9(b))。在外刀和内刀中的一者或两者为单刃的情况下，只要在该双刀作为刀发挥作用(即，具有切削功能)的范围，与另一片刀的刀身接触的一侧并不限定于切刃(外)侧或刀背(内)侧。
例如，图9(a)为外刀17和内刀18二者为单刃、互相之间刀背侧彼此接触、并以内刀的刃尖的最顶端比外刀的刃尖的最顶端低(即，向下)地偏移的方式配置的2片刀的一个实施方式。例如，图9(b)为外刀17为单刃且内刀18为双刃、且外刀以刀背侧与内刀接触、并以内刀的刃尖的最顶端比外刀的刃尖的最顶端低(即，向下)地偏移的方式配置的2片刀的一个实施方式。
此外，在2片的刀刃中的一者或二者的刀刃为双刃的情况下，该双刃可以为对称刃也可以为非对称刃。
此外，2片的刀刃各自可以是1段刃也可以是2段刃。
此外，刀刃的材质没有特别限定，可以是金属、陶瓷、塑料中的任一个，从耐冲击的观点出发，特别优选硬质合金。以提升滑动性、提升切削性为目的，可以在刀刃的表面涂敷有机硅、氟等。
另外，从提高导热片的导热性的观点出发，将层叠体进行切片的角度优选与层叠方向成30°以下，更优选与层叠方向成15°以下，优选与层叠方向成大致0°(即沿着层叠方向的方向)。
此外，从易于将层叠体切片的观点出发，进行切片时的层叠体的温度优选设为-20℃以上且40℃以下，更优选设为10℃以上且30℃以下。进而，基于相同的理由，进行切片的层叠体优选一边在与层叠方向垂直的方向负载压力一边进行切片，更优选一边在与层叠方向垂直的方向负载0.1MPa以上且0.5MPa以下的压力一边进行切片。推测在像这样进行而得到的导热片内，微粒状碳材料、纤维状碳材料沿厚度方向排列。因此，经过上述的工序而制备的导热片不仅厚度方向的导热性高，而且导电性也高。
此外，可以使用将多张以上述方法制备的导热片在厚度方向重叠并静置规定的时间由此使其一体化而得到的产物作为导热片。推测在像这样进行而得到的导热片内，微粒状碳材料、纤维状碳材料为在厚度方向排列的状态。因此，通过将多张以上述方法制备的导热片在厚度方向重叠而使其一体化，能够不损坏厚度方向的导热性、导电性地根据使用目的获得所期望的厚度的导热片。
(导热片的用途)
按照本发明的制造方法制造的导热片的导热性、强度、导电性优异。因此，复合材料片和导热片适合作为例如在各种设备和装置等中使用的散热材料、散热部件、冷却部件、温度调节部件、电磁波屏蔽部件，电磁波吸收部件、在对被压接物进行加热压接的情况下夹在被压接物与加热压接装置之间的热压接用橡胶片。
在此，作为各种设备和装置等，没有特别限定，可举出：服务器、服务器用电脑、台式电脑等电子设备；笔记本电脑、电子词典、PDA、手机、便携式音乐播放器等移动电子设备；液晶显示器(包含背光)、等离子显示器、LED、有机EL、无机EL、液晶投影仪、时钟等显示设备；喷墨打印机(墨头)、电子照相装置(显影装置、定影装置、加热辊、加热带)等图像形成装置；半导体元件、半导体组件、半导体密封外壳、半导体芯片键合、CPU、存储器、功率晶体管、功率晶体管外壳等半导体相关部件；刚性布线板、柔性布线板、陶瓷布线板、积层布线板、多层基板等布线基板(在布线板中还包含印刷布线板等)；真空处理装置、半导体制造装置、显示设备制造装置等制造装置；绝热材料、真空绝热材料、辐射绝热材料等绝热装置；DVD(光学拾波器、激光发生装置、激光接收装置)、硬盘驱动器等数据记录器；照相机、摄像机、数码相机、数码摄像机、显微镜、CCD等图像记录装置；充电装置、锂离子电池、燃料电池等电池设备。
(散热装置)
本发明的散热装置的特征在于，其是使本发明的导热片夹在发热体和散热体之间而成的装置。本发明的散热装置的使用温度优选不超过250℃，更优选为-20～200℃的范围。这是因为，当使用温度超过250℃时，存在树脂成分的柔软性急剧降低，散热特性降低的情况。作为该使用温度的发热体，可举出例如：半导体组件、显示器、LED、电灯等。
另一方面，作为散热体，可举出例如：利用了铝、铜的片·板等的散热器；与热导管连接的铝、铜的块；利用泵使冷却液体在内部循环的铝、铜的块、珀耳帖元件以及具有其的铝、铜的块等。
本发明的散热装置能够通过使本发明的导热片夹在发热体与散热体之间并与其各个面接触从而得到。如果是能够在使本发明的导热片夹在发热体和散热体之间并使它们充分密合的状态下进行固定的方法，则使它们接触的方法就没有特别限制，从维持密合的观点出发，优选通过弹簧拧紧的方法、利用夹子夹持的方法等这样维持按压的力的接触方法。
本发明的散热装置由于在比较高的压力下使导热性优异的本发明的导热片夹在发热体和散热体之间，因此能够在施加比较高的压力的使用环境下、在发热体和散热体之间具有优异的散热特性。此外，本发明的导热片兼顾具有适当的硬度和粘着性、且处理性优异，因此本发明的散热装置在制造、维护检查、修理等方面的操作性、耐久性优异。
实施例
以下，举出实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于下述的实施例。另外，在以下的说明中，只要没有特别说明，表示量的“％”和“份”为质量基准。
在实施例和比较例中，导热片的ASKER C硬度、热阻、以及初粘力分别使用以下的方法进行测定或评价。
[评价方法]
<ASKER C硬度>
导热片的ASKER C硬度的测定按照日本橡胶协会规格(SRIS)的ASKER C法，使用硬度计(高分子计器公司制、产品名“ASKER CL-150LJ”)在温度25℃和70℃进行测量。
具体而言，将实施例和比较例中得到的导热片切成为宽25mm×长50mm×厚0.5mm的大小，重叠24片由此得到试验片。将得到的试验片在保持为温度25℃的恒温室内静置48小时以上，由此得到作为试验体的导热片层。接着，调节阻尼器高度使指针成为95～98，使导热片层与阻尼器碰撞。使用硬度计(高分子计器公司制、产品名“ASKER CL-150LJ”)测定2次从该碰撞起60秒后的导热片层的ASKER C硬度，采用测定结果的平均值。ASKER C硬度越小表示柔软且可挠性越优异，ASKER C硬度越大表示越硬。结果如表1所示。
此外，通过将上述恒温室的温度设为70℃进行相同的试验，进行70℃时的ASKER C硬度的测定。
<热阻值>
导热片的热阻值的测定使用了树脂材料热阻试验器(例如，Hitachi Technology&Service公司制，产品名“C47108”)。将试样尺寸切成为1cm见方，测定施加一定的压力时的热阻值。以试样温度成为50℃的方式进行测定。热阻值越小表示导热性越优异，夹在发热体和散热体之间而制成散热装置时的散热特性越优异。
加压的压力在0.1MPa和0.5MPa的2处进行评价。此外，将使加压力从0.1MPa向0.5MPa上升时的热阻值的降低率作为“压力上升导致的热阻降低率(倍)”算出。压力上升导致的热阻降低率能够用0.5MPa加压下的热阻值除以0.1MPa加压下的热阻值而算出。压力上升导致的热阻降低率的值越小表示随着压力上升的散热特性的提高率越大。
<初粘力>
导热片的初粘力的测定使用了探针初粘力试验器(例如，株式会社RHESCA公司制、产品名“TAC1000”)。以0.5N(50gf)的载重将的扁平形状的探针顶端按压在树脂片10秒，测定将探针从树脂片脱离时所需要的力。测定温度设为25℃。初粘力的测定值越小表示粘着性越低，处理性越优异。
另外，在太软而不能从探针取下的情况下，评价为无法测定。
(包含CNT的纤维状的碳纳米结构体A的制备)
根据国际公开第2006/011655号的记载，利用超级生长法得到了包含SGCNT的纤维状的碳纳米结构体A。
得到的纤维状的碳纳米结构体A的G/D比为3.0，BET比表面积为800m2/g，质量密度为0.03g/cm3。此外，使用透射型电子显微镜测定随机选择的100根纤维状的碳纳米结构体A的直径，结果平均直径(Av)为3.3nm，将直径的样本标准偏差(σ)乘以3得到的值(3σ)为1.9nm，它们的比(3σ/Av)为0.58，平均长度为100μm。此外，得到的纤维状的碳纳米结构体A主要由单层CNT(也称为“SGCNT”)构成。
(纤维状的碳纳米结构体A的易分散性集合体的制备)
<分散液的制备>
量取400mg作为纤维状碳材料的纤维状的碳纳米结构体A，混合于作为溶剂的2L甲乙酮中，利用均质器搅拌2分钟，获得粗分散液。使用湿式喷磨机(株式会社常光制、产品名“JN-20”)，使得到的粗分散液以100MPa的压力通过湿式喷射磨机的0.5mm的流路2个循环，使纤维状碳纳米结构体A分散于甲乙酮。然后得到固体成分浓度0.20质量％的分散液A。
<溶剂的除去>
然后，将得到的分散液A用桐山滤纸(No.5A)减压过滤，得到片状的易分散性集合体。
(实施例1)
<组合物的制备>
使用霍巴特搅拌机(株式会社小平制作所制、产品名“ACM-5LVT型”)，将0.1质量份的作为纤维状碳材料的纤维状的碳纳米结构体A的易分散性集合体、85质量份的作为微粒状碳材料的膨胀石墨(伊藤石墨工业株式会社制，产品名“EC-50”；平均粒径：250μm)、作为树脂的40质量份的常温固体的热塑性氟橡胶(大金工业株式会社制、产品名“DAI-EL G-704BP”)和45质量份的常温液体的热塑性氟橡胶(大金工业株式会社制、产品名“DAI-EL G-101”)、以及5质量份的作为增塑剂的癸二酸酯(大八化学工业株式会社公司制、产品名“DOS”)在100份作为溶剂的醋酸乙酯的存在下进行搅拌混合5分钟。对得到的混合物进行30分钟真空脱泡，在脱泡的同时进行醋酸乙酯的除去，得到包含纤维状的碳纳米结构体A(SGCNT)、和膨胀石墨的组合物。然后，将得到的组合物投入粉碎机，粉碎10秒。
<半成品导热片的制作>
接着，用实施了喷砂处理的厚度50μm的PET膜(保护膜)夹住5g粉碎的组合物，在辊间隙550μm、辊温度50℃、辊线压力50kg/cm、辊速度1m/分钟的条件下进行压延成型，得到厚度为0.5mm的半成品导热片。
<层叠体的制作>
将得到的半成品导热片裁切成6cm×6cm×500μm，用双面胶带在厚度方向层叠120片，得到厚度约6cm的层叠体。
<导热片的制备>
然后，一边以0.3MPa的压力按压半成品导热片的层叠体的层叠截面，一边使用木工用切片机(株式会社丸仲铁工所制、产品名“精工刨床SUPER-MECA S”)，以相对于层叠方向为0度的角度进行切片(换言之，在层叠的半成品导热片的主面的法线方向进行切片)，得到纵6cm×横6cm×厚500μm的导热片。木工用切片机的刀使用如下的双刀的刀：2片单刃配置成以刀刃的相反侧彼此接触、外刀的刃尖的最顶端比内刃的刃尖的最顶端高0.5mm、且从缝隙部的突出长度为0.11mm，外刀的刀角为21°。
根据上述评价方法对得到的导热片的ASKER C硬度、热阻值以及初粘力进行测定。结果如表1所示。
(实施例2)
将切片的厚度设为250μm，除此以外与实施例1同样地进行，制造导热片，进行测定。结果如表1所示。
(实施例3)
将微粒状碳材料的量变更为130质量份，除此以外与实施例1同样地进行，制造导热片，进行测定。结果如表1所示。
(实施例4)
将微粒状碳材料的量变更为60质量份，除此以外与实施例1同样地进行，制造导热片，进行测定。结果如表1所示。
(实施例5)
不添加作为纤维状碳材料的碳纳米结构体A的易分散性集合体，除此以外与实施例1同样地进行，制造导热片，进行测定。结果如表1所示。
(实施例6)
将常温固体的热塑性氟橡胶(大金工业株式会社制、产品名“DAI-EL G-704BP”)的量变更为60质量份，将常温液体的热塑性氟橡胶(大金工业株式会社制、产品名“DAI-EL G-101”)的量变更为25质量份，除此以外与实施例1同样地进行，制造导热片，进行测定。结果如表1所示。
(实施例7)
将常温固体的热塑性氟橡胶(大金工业株式会社制、产品名“DAI-EL G-704BP”)的量变更为20质量份，将常温液体的热塑性氟橡胶(大金工业株式会社制、产品名“DAI-EL G-101”)的量变更为65质量份，除此以外与实施例1同样地进行，制造导热片，进行测定。结果如表1所示。
(比较例1)
将微粒状碳材料的量变更为130质量份，作为树脂使用80质量份的常温固体的热塑性氟橡胶(大金工业株式会社制、产品名“DAI-EL G-912”)和10质量份的常温液体的热塑性丙烯酸树脂(广野化学工业株式会社制、产品名“ユーロック”)，使用10质量份的作为增塑剂的磷酸酯(大八化学工业株式会社制、产品名“TCP”)，除此以外与实施例1同样地进行，制造导热片，进行测定。结果如表1所示。
(比较例2)
代替导热片，使用作为导热性有机硅组合物的市售品的硅脂(信越化学工业株式会社制、产品名“G-751”)进行测定。结果如表1所示。
[表1]
根据表1可知，包含树脂和微粒状碳材料、25℃时的ASKER C硬度为60以上、0.5MPa加压下的热阻值为0.20℃/W以下的实施例1～7的导热片与0.5MPa加压下的热阻值超过0.20℃/W的比较例1的导热片相比，0.1MPa加压下的热阻值显著降低，在比较高且宽范围的压力下具有高的导热性，散热特性优异。此外还可知，与0.5MPa加压下和0.1MPa加压下示出低的热阻值但初粘力无法测定的比较例2的导热性有机硅组合物相比，平衡良好地具有硬度和粘着性，处理性优异。
产业上的可利用性
由于本发明的导热片的处理性优异、在比较高的压力下的导热性优异，所以能够提供制造、维护检查、修理等方面的操作性优异、耐用性优异、在施加了比较高的压力的使用环境下具有优异的散热特性的散热装置。本发明的导热片的制造方法能够提供处理性优异、在比较高的压力下导热性优异的导热片。此外，本发明的散热装置能够在施加了比较高的压力的使用环境下在发热体和散热体之间合适地使用。
附图标记说明
1：刃尖； 14：基准线；
2：切刃； 15：垂线；
3：切刃； 16：刃角；
4：中心轴； 17：外刀；
5：刃角； 18：内刀。
6：刀背；
7：刀整体；
8：外；
9：内；
10；刀高；
11：刀厚；
12：刀宽；
13：垂线；

Claims (7)

1.一种导热片，其包含树脂和微粒状碳材料，
在25℃时的ASKER C硬度为60以上，0.5MPa加压下的热阻的值为0.20℃/W以下。
2.根据权利要求1所述的导热片，其中，
0.1MPa加压下的热阻的值为0.40℃/W以下。
3.根据权利要求1或2所述的导热片，其中，
通过探针初粘力试验测定的初粘力为0.85N以下。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的导热片，其中，
所述树脂是热塑性树脂。
5.根据权利要求4所述的导热片，其中，
所述热塑性树脂为常温固体的热塑性树脂和常温液体的热塑性树脂的组合。
6.一种散热装置，其使权利要求1～5中的任一项所述的导热片夹在发热体与散热体之间而形成。
7.一种导热片的制造方法，包含以下工序：
将包含树脂、微粒状碳材料的组合物加压而成型为片状，得到半成品导热片的工序；
将多张该半成品导热片在厚度方向层叠、或者将该半成品导热片折叠或卷绕，得到层叠体的工序；以及
将该层叠体以与层叠方向成45°以下的角度进行切片，得到导热片的工序。
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