JP2010050240A - Method and apparatus for manufacturing heat conductive resin sheet - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、熱伝導性樹脂シートの製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a heat conductive resin sheet.
特許文献１で開示された従来技術においては、バインダー樹脂としての熱可塑性の樹脂と、熱伝導性充填材（好ましくは、窒化硼素）とを含む混合物を、例えば、ニーダー等によって混練し、この混練物を押し出し成型によって成形し、所定の厚さを有する一次シートを作成する。この一次シートでは、バインダー樹脂中に分散されている熱伝導性充填材の粒子は、シートの面に対してほぼ平行な方向に配向した状態となっている。次に、一次シートを複数枚積層して、加熱圧着することによりバインダー樹脂を融着させて一体化させ、ブロック状の積層体を形成する。この積層体をその積層面に対して垂直な方向に、例えば、スライシングナイフ等によりスライシングすることにより、所定の厚さを持った熱伝導性シートを得ることができる。
この熱伝導性シートにおいては、そのシート面に対してほぼ垂直な方向に熱伝導性充填材粒子が配向され、熱伝導性シートの厚さ方向に高い熱伝導性を有するシートを得ることができるとしている。
In this thermally conductive sheet, the thermally conductive filler particles are oriented in a direction substantially perpendicular to the sheet surface, and a sheet having high thermal conductivity in the thickness direction of the thermally conductive sheet can be obtained. It is said.
しかし、特許文献１で開示された従来技術においては、先ず一次シートを作成し、作成した一次シートを積層して積層体を形成する場合に、各一次シート間を接合させるために加熱による再溶融処理或いは、接着材による接着処理などが必要となるため、接合界面付近と各シート内部とで熱伝導性充填材の密度、配向などにムラが生じる恐れがある。このため、積層体を垂直な方向にスライシングして得られるシートにおいては、厚さ方向の熱伝導性が低下する懸念がある。
また、積層時に各一次シート間に空気が介在することによって積層体には気泡の発生が生じてしまう問題がある。
However, in the prior art disclosed in
Further, there is a problem that bubbles are generated in the laminate due to the presence of air between the primary sheets during lamination.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、シートの厚さ方向の熱伝導率を大幅に改善でき、且つ気泡の発生を防止することの可能な熱伝導性樹脂シートの製造方法及び製造装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the thermal conductivity in the thickness direction of the sheet and to prevent the generation of bubbles. It exists in provision of the manufacturing method and manufacturing apparatus of a resin sheet.
上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂中に分散された熱伝導性の無機充填材とを有する熱伝導性樹脂シートの製造方法であって、前記無機充填材は扁平形状で熱伝導率に異方性を有する粒子であり、前記バインダー樹脂と前記無機充填材を混合し、該混合物を基板上に塗付したのち硬化させ、該硬化面に該混合物を重ねて塗付したのち硬化させて所定の厚さになるまで塗付及び硬化を繰り返して積層し、得られた積層体をその積層面に対して垂直な方向にスライシングする、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項１記載の発明によれば、バインダー樹脂中に分散された無機充填材が、扁平形状で熱伝導率に異方性を有する粒子なので、バインダー樹脂中における無機充填材の配向によって熱伝導率が大きく変化する。例えば、シート面に対して無機充填材の扁平状粒子が平行に配向された場合には、シート面に直角な厚み方向の熱伝導率はそれほど向上せず、逆にシート面に対して無機充填材の扁平状粒子が直角に配向された場合には、シート面に直角な厚み方向の熱伝導率は大幅に向上する。
塗付及び硬化を繰り返すことにより形成される積層体においては、無機充填材の扁平状粒子は、積層体の積層面に平行に配向されている。この積層体をその積層面に対して垂直な方向にスライシングすることにより樹脂シートが得られるので、樹脂シート中においては、無機充填材の扁平状粒子は樹脂シートの厚さ方向に対して平行に配向された状態となる。従って、樹脂シートの厚さ方向の熱伝導率を大幅に向上させることができる。
また、一次シートを積層させる従来技術と比較して、原料自体が硬化した下地との接着機能を有するため、接着界面とその他部位での無機充填材の扁平状粒子の密度、配向などにムラが生じにくく、樹脂シート面内における熱伝導率の偏りを防止できる。
さらに、原料が同一樹脂による接合であり、且つ表面には常に未硬化原料が塗付されるので、従来技術のような硬化したシート間に発生する気泡及びシート剥離を低減することが可能である。
According to the first aspect of the present invention, since the inorganic filler dispersed in the binder resin is a flat particle having anisotropy in thermal conductivity, the thermal conductivity depends on the orientation of the inorganic filler in the binder resin. Changes significantly. For example, when the flat particles of the inorganic filler are oriented parallel to the sheet surface, the thermal conductivity in the thickness direction perpendicular to the sheet surface does not improve so much, and conversely, the inorganic filling to the sheet surface When the flat particles of the material are oriented perpendicularly, the thermal conductivity in the thickness direction perpendicular to the sheet surface is greatly improved.
In the laminate formed by repeating application and curing, the flat particles of the inorganic filler are oriented in parallel to the laminate surface of the laminate. Since the resin sheet is obtained by slicing the laminate in a direction perpendicular to the lamination surface, the flat particles of the inorganic filler are parallel to the thickness direction of the resin sheet in the resin sheet. It becomes an oriented state. Therefore, the thermal conductivity in the thickness direction of the resin sheet can be greatly improved.
Compared with the prior art in which the primary sheets are laminated, the raw material itself has an adhesive function with the cured base, so there is unevenness in the density and orientation of the flat particles of the inorganic filler at the adhesive interface and other parts. It is difficult to occur, and it is possible to prevent a deviation in thermal conductivity in the resin sheet surface.
Furthermore, since the raw material is bonded by the same resin and the uncured raw material is always applied to the surface, it is possible to reduce bubbles and sheet peeling that occur between cured sheets as in the prior art. .
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の熱伝導性樹脂シートの製造方法において、前記バインダー樹脂が熱硬化性樹脂であり、前記塗付層の硬化は、加熱により行うことを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、塗付層の硬化は加熱により行うので、硬化速度を速めることが可能となり、樹脂シートの製造時間を短縮することができる。
Invention of
According to the second aspect of the present invention, since the coating layer is cured by heating, the curing rate can be increased and the manufacturing time of the resin sheet can be shortened.
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の熱伝導性樹脂シートの製造方法において、前記無機充填材は六方晶窒化硼素であることを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、無機充填材としての六方晶窒化硼素（以下、ｈ−ＢＮと記する）は層状の結晶構造をしており、粒子形状が扁平形状であり、結晶構造に起因して熱伝導率に異方性を有している。このｈ−ＢＮ粒子の扁平面に平行な方向（ａ軸方向）の熱伝導率は、ｈ−ＢＮ粒子の扁平面に垂直な方向（ｃ軸方向）の熱伝導率の数１０倍以上であり、この特性を利用して、樹脂シート中においてｈ−ＢＮ粒子の扁平面を樹脂シートの厚さ方向に対して平行に配向させることにより樹脂シートの熱伝導率を向上させることができる。
The invention according to claim 3 is the method for producing a thermally conductive resin sheet according to
According to the invention described in claim 3, hexagonal boron nitride (hereinafter referred to as h-BN) as the inorganic filler has a layered crystal structure, the particle shape is a flat shape, and the crystal structure is As a result, the thermal conductivity has anisotropy. The thermal conductivity in the direction (a-axis direction) parallel to the flat surface of the h-BN particles is several tens of times the thermal conductivity in the direction (c-axis direction) perpendicular to the flat surface of the h-BN particles. Using this characteristic, the thermal conductivity of the resin sheet can be improved by orienting the flat surfaces of the h-BN particles in the resin sheet in parallel with the thickness direction of the resin sheet.
請求項４記載の発明は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂中に分散された熱伝導性の無機充填材とを有する熱伝導性樹脂シートの製造装置であって、前記バインダー樹脂と前記無機充填材とが混合された混合物を基板上に塗付する塗付手段と、該塗付手段により塗付された塗付層を硬化させる硬化手段と、塗付及び硬化を繰り返して積層体を形成するよう塗付手段及び硬化手段を制御する制御手段と、該積層体をその積層面に対して垂直な方向にスライシングする切断手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、熱伝導性樹脂シートの製造装置は、塗付手段と硬化手段と制御手段と切断手段とを備えているので、請求項１と同等の効果を得ることができる。
Invention of Claim 4 is a manufacturing apparatus of the heat conductive resin sheet which has binder resin and the heat conductive inorganic filler disperse | distributed in this binder resin, Comprising: Said binder resin and said inorganic filler A coating means for coating the substrate with a mixture, a curing means for curing the coating layer applied by the coating means, and a coating and curing are repeated to form a laminate. Control means for controlling the application means and the curing means, and cutting means for slicing the laminated body in a direction perpendicular to the laminated surface.
According to the invention described in claim 4, since the heat conductive resin sheet manufacturing apparatus includes the coating means, the curing means, the control means, and the cutting means, the same effect as in
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の熱伝導性樹脂シートの製造装置において、前記製造装置が、前記バインダー樹脂と前記無機充填材とを混合する混合手段を備えていることを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、混合手段による混合工程を含めて製造装置の自動化が可能である。
Invention of
According to the invention described in
請求項６記載の発明は、請求項４に記載の熱伝導性樹脂シートの製造装置において、前記硬化手段が塗付層を加熱して硬化させるヒーターであることを特徴とする。
請求項６記載の発明によれば、硬化手段がヒーターで形成されているので、請求項２と同等の効果を得ることができる。
A sixth aspect of the present invention is the heat conductive resin sheet manufacturing apparatus according to the fourth aspect, wherein the curing means is a heater that heats and cures the coating layer.
According to the invention described in claim 6, since the curing means is formed by the heater, an effect equivalent to that of
本発明によれば、塗付と硬化とを繰り返すことにより積層体を形成し、該積層体を積層面に対し垂直な方向にスライスしてシートを形成するので、シートの厚さ方向の熱伝導率を大幅に改善でき、且つ気泡の発生を低減することが可能である。 According to the present invention, a laminate is formed by repeating application and curing, and the laminate is sliced in a direction perpendicular to the lamination surface to form a sheet. The rate can be greatly improved and the generation of bubbles can be reduced.
（本発明の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る熱伝導性樹脂シートの製造装置について、図１〜図４に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、熱伝導性樹脂シートの製造装置は、バインダー樹脂と無機充填材との混合物を作成し、該混合物を基板上に塗付したのち硬化させて積層体を形成するための塗付装置１１（図１参照）と、塗付装置１１にて作成された積層体をスライシングする切断装置２８（図２参照）とにより構成されている。
(Embodiment of the present invention)
Hereinafter, the manufacturing apparatus of the heat conductive resin sheet which concerns on embodiment of this invention is demonstrated based on FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the thermal conductive resin sheet manufacturing apparatus creates a mixture of a binder resin and an inorganic filler, applies the mixture onto a substrate, and cures to form a laminate. The coating apparatus 11 (refer FIG. 1) for performing, and the cutting device 28 (refer FIG. 2) which slices the laminated body produced with the
図１に示すように、塗付装置１１は、原料を混合し混合物を作成する原料混合部１２と、該混合物を基板上に塗付した後硬化させて積層体を形成する本体部１３と、原料混合部１２及び本体部１３と接続されて作動を制御する制御部１４とにより構成されている。
原料混合部１２は、原料を貯留するための原料タンク１５、１６、１７と、混合物を貯留する混合物貯留槽１８と、原料タンク１５、１６、１７と混合物貯留槽１８とを接続する配管１９と、配管１９の途中に設けられて原料タンク１５、１６、１７内の原料を混合物貯留槽１８に送給するためのポンプ２０と、混合物貯留槽１８内に設置され各原料を混合して液状の混合物Ｐを作成するためのミキサー２１とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
The raw
本体部１３は、基板としての型２２を載置する載置テーブル２３と、載置テーブル２３の上方に設置された塗付手段としての塗付ノズル２４と、塗付ノズル２４を前後左右方向に走査する図示しない駆動手段と、塗付ノズル２４と混合物貯留槽１８とを接続し可撓性を有する送給配管２５と、送給配管２５の途中に設けられ混合物貯留槽１８内に貯留されている混合物Ｐを塗付ノズル２４に送給するポンプ２６と、載置テーブル２３の下方に設けられた硬化手段としてのヒーター２７とを備えている。なお、図１において、紙面の左右方向を塗付装置１１における左右方向とし、紙面に直角方向を塗付装置１１における前後方向とする。
制御部１４は、ポンプ２０、２６、ミキサー２１、塗付ノズル２４及びヒーター２７と接続され、予めメモリされている制御プログラムに基づき、それぞれの作動の制御を行う。
The
The
原料タンク１５には、バインダー樹脂としての２液性のエポキシ樹脂主剤と無機充填材としての六方晶窒化硼素（以下、ｈ−ＢＮと記する）の粒子２の予備混合物が充填され、原料タンク１６には硬化剤が充填され、原料タンク１７には希釈溶媒としてのメチルエチルケトンが充填されている。なお、バインダー樹脂として１液性のエポキシ樹脂又は、溶剤カット樹脂を使用した場合には、原料タンク１５には該樹脂と無機充填材の予備混合物が充填され、原料タンク１６には希釈溶媒が充填されるが、原料タンク１７は使用されない。
なお、エポキシ樹脂主剤と硬化剤の混合物をエポキシ樹脂１とすれば、エポキシ樹脂１に対するｈ−ＢＮ粒子２の配合比率は高くするほど樹脂シートの熱伝導率を高めることができるが、配合比率を余り高めすぎると逆に樹脂シートが脆くなりクラックが発生し易くなるので、その点を充分考慮した配合比率に予め設定されている。
The
In addition, if the mixture of an epoxy resin main ingredient and a hardening | curing agent is made into the
制御部１４からの制御信号に基づきポンプ２０が駆動されることにより原料タンク１５、１６、１７内の原料は、配管１９を経由して混合物貯留槽１８に供給されるが、それぞれの原料タンク１５、１６、１７からの供給量は予め定められた比率となるように各ポンプ２０の駆動タイミングが制御部１４によって制御される。混合物貯留槽１８に供給されたエポキシ樹脂主剤とｈ−ＢＮ粒子２の予備混合物、硬化剤、メチルエチルケトンはミキサー２１により充分混合されて液状の混合物Ｐが得られる。混合物Ｐは混合物貯留槽１８内に一時的に貯留される。
なお、エポキシ樹脂１に対するｈ−ＢＮ粒子２の配合比率を高めると、混合物Ｐの粘度は高くなるが、希釈溶媒としてのメチルエチルケトンの添加量を増やすことにより、混合物Ｐの粘度を低下することができる。
When the
In addition, when the compounding ratio of the h-
載置テーブル２３上に載置された型２２は、ポリエステルフィルムなどの材料が用いられている。
塗付ノズル２４は、図示しない原料供給口と空気導入口と噴射口とを有し、原料供給口を介して供給された混合物Ｐが、空気導入口より導入された高圧の空気流と混合されて、噴射口より下方にスプレー噴射されるエアスプレー式噴射ノズルである。
塗付ノズル２４と型２２との上下方向の距離は、予め最も適切な値に設定されている。
塗付ノズル２４は、型２２面の上方を前後左右方向に移動可能に設置されており、前後及び左右方向に走査されることにより、型２２面上に全面均一で薄膜の塗付層を形成することができる。
A material such as a polyester film is used for the
The
The distance in the vertical direction between the coating
The
ヒーター２７は載置テーブル２３の下方に載置テーブル２３に近接して設置され、載置テーブル２３を介して型２２上に形成された塗付層に熱が伝導して加熱硬化させる。ヒーター２７の作動タイミング及び設定温度は制御部１４により制御されている。ヒーター２７による加熱により塗付層内の溶媒が蒸発し硬化する。
この硬化面上への塗付ノズル２４による塗付と、ヒーター２７による塗付層の加熱硬化の繰り返しにより、型２２上には所定の厚さｄ０を有する積層体Ｑが形成される。
なお、積層体Ｑの厚さｄは、塗付ノズル２４による塗付回数によって決まってくるので、本実施形態においては所定の厚さｄ０となる塗付回数ｋ０が定められ予め制御部１４にプログラムされている。
なお、上述した塗付装置１１における一連の動作は、制御部１４に予めメモリされているプログラムに基づき、自動的に行われるものとする。
The
A laminate Q having a predetermined thickness d0 is formed on the
Since the thickness d of the laminate Q is determined by the number of times of application by the
In addition, a series of operation | movement in the
図２（ａ）に示すように、切断装置２８は、積層体Ｑを載置し矢印方向に移動可能に設けられたフラットなステージ２９と、ステージ２９上に載置された積層体Ｑを所定厚さｔにスライシングする固定された円形回転刃３０とにより構成されている。
図２（ｂ）に示すように、円形回転刃３０の回転軸ｍは、ステージ２９の載置面に対して平行で且つステージ２９の移動方向に対して直角に配置され、図示しない駆動手段と連結されている。
積層体Ｑは、ステージ２９上の載置面に積層体Ｑの型２２側を下方にして載置され、積層体Ｑの長辺方向が円形回転刃３０と平行になるように配置される。そして、円形回転刃３０が駆動手段により回転駆動された状態で、ステージ２９が矢印方向に移動されることにより、積層体Ｑの積層面に対して垂直な方向にスライシングされ、所定厚さｔを有する熱伝導性樹脂シート５を得ることができる。
As shown in FIG. 2 (a), the cutting
As shown in FIG. 2B, the rotational axis m of the
The laminated body Q is placed on the placement surface on the
上記のような構成を有する熱伝導性樹脂シートの製造装置について、図３の製造工程を示すフローチャートに基づき動作説明を行う。
先ずＳ１０１では、熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂主剤と扁平状無機充填材としてのｈ−ＢＮ粒子２とが予備混合されて原料タンク１５に充填される。原料タンク１６には硬化剤が充填され、原料タンク１７には希釈溶媒としてのメチルエチルケトンが充填される。
次にＳ１０２では、制御部１４からの制御信号に基づきポンプ２０がそれぞれ駆動されることにより原料タンク１５、１６、１７内の原料は、配管１９を経由して混合物貯留槽１８に供給される。混合物貯留槽１８に供給されたエポキシ樹脂主剤とｈ−ＢＮ粒子２の予備混合物、硬化剤、メチルエチルケトンはミキサー２１により充分混合されて液状の混合物Ｐが得られる。
The operation of the heat conductive resin sheet manufacturing apparatus having the above-described configuration will be described based on the flowchart of the manufacturing process shown in FIG.
First, in S101, the epoxy resin main agent as the thermosetting resin and the h-
Next, in S <b> 102, the
次にＳ１０３では、制御部１４からの制御信号に基づきポンプ２６が駆動されることにより混合物貯留槽１８内に貯留されている混合物Ｐは、送給配管２５を経由して塗付ノズル２４に供給され、塗付ノズル２４に別途導入された高圧の空気流と混合されて噴射口より下方に噴射され、基板としての型２２上に塗付される。塗付ノズル２４は、制御部１４による駆動手段の制御により、型２２面の上方を前後及び左右方向に順次走査することにより、型２２面上には一定の厚さを有し全面均一な塗付層が形成される。
Next, in S <b> 103, the mixture P stored in the
次にＳ１０４では、型２２上に形成された塗付層は、ヒーター２７からの熱伝導によって加熱されて塗付層内の溶媒が蒸発し硬化する。図４（ａ）は、このときの塗付層の断面形状を示し、エポキシ樹脂１中に分散されているｈ−ＢＮ粒子２は、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面を塗付層の塗付面に対して平行に配向された状態にある。なお、エポキシ樹脂１はエポキシ樹脂主剤と硬化剤の混合物を指している。
次にＳ１０５では、硬化面に混合物Ｐの再塗付が行われる。この再塗付は、Ｓ１０３と同様に硬化面に対し一定の厚さを有し全面均一な塗付層を形成するように行われる。
次にＳ１０６では、硬化面上に形成された塗付層は、ヒーター２７によって加熱されて塗付層内の溶媒が蒸発し硬化する。
Next, in S104, the coating layer formed on the
Next, in S105, the mixture P is reapplied to the cured surface. Similar to S103, this re-coating is performed so as to form a uniform coating layer having a certain thickness with respect to the cured surface.
Next, in S106, the coating layer formed on the cured surface is heated by the
次にＳ１０７では、塗付及び硬化を繰り返して型２２上に形成された積層体Ｑの厚さｄが所定の厚さｄ０以上（ｄ≧ｄ０）となったかどうかの判断が行われる。
本実施形態においては、予め制御部１４にメモリされている所定の厚さｄ０となる塗付回数ｋ０に到達したかどうかで、Ｓ１０７の判断処理が行われる。
Ｓ１０７にて、積層体Ｑの塗付回数ｋが所定回数ｋ０に到達した（ｋ≧ｋ０）と判断された場合には、Ｓ１０８に進む。図４（ｂ）は、このときの積層体Ｑの断面形状を示している。エポキシ樹脂１中に分散されているｈ−ＢＮ粒子２は、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面を積層体Ｑの積層面に対して平行に配向され、且つエポキシ樹脂１中において均一に分散された状態にある。
Next, in S107, it is determined whether or not the thickness d of the laminate Q formed on the
In the present embodiment, the determination process of S107 is performed based on whether or not the application number k0 that has a predetermined thickness d0 stored in the
If it is determined in S107 that the number of coatings k of the laminate Q has reached the predetermined number k0 (k ≧ k0), the process proceeds to S108. FIG. 4B shows a cross-sectional shape of the stacked body Q at this time. The h-
Ｓ１０８では、切断装置２８のステージ２９上に積層体Ｑを載置させ、積層体Ｑの回転軸ｍ方向の位置決めを行ったのち、円形回転刃３０が駆動手段により回転駆動された状態で、ステージ２９が矢印方向に移動され、積層体Ｑの積層面に対して垂直な方向にスライシングされる。
図４（ｂ）に示す積層体Ｑの積層面に対して直角に引かれた破線は、切断装置２８による切断方向を示している。
Ｓ１０９では、所定の厚さｔを有する熱伝導性樹脂シート５が完成する。
In S108, the laminated body Q is placed on the
A broken line drawn at right angles to the laminated surface of the laminated body Q shown in FIG. 4B indicates a cutting direction by the cutting
In S109, the heat
図４（ｃ）は、積層体Ｑをスライシングすることにより得られた熱伝導性樹脂シート５の断面形状を示しており、エポキシ樹脂１中に分散されているｈ−ＢＮ粒子２は、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面を熱伝導性樹脂シート５の厚さ方向に対して平行に配向された状態にある。
ところで、ｈ−ＢＮ粒子２は結晶構造に起因して熱伝導率に異方性を有しており、このｈ−ＢＮ粒子２の扁平面に平行な方向（ａ軸方向）の熱伝導率は、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面に垂直な方向（ｃ軸方向）の熱伝導率の数１０倍以上である。
熱伝導性樹脂シート５中においては、エポキシ樹脂１中に分散されているｈ−ＢＮ粒子２は、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面を熱伝導性樹脂シート５の厚さ方向に対して平行に配向された状態にあるので、熱伝導性樹脂シート５の厚さ方向の熱伝導率は大幅に向上している。
FIG. 4C shows the cross-sectional shape of the thermally
Incidentally, the h-
In the heat
なお、Ｓ１０７にて、積層体Ｑの塗付回数ｋが所定回数ｋ０に到達していない（ｋ＜ｋ０）と判断された場合には、Ｓ１０５にリターンして塗付と硬化が所定回数ｋ０になるまで繰り返し行われる。 In S107, when it is determined that the number of coatings k of the laminate Q has not reached the predetermined number k0 (k <k0), the process returns to S105 and the coating and curing are performed to the predetermined number k0. It is repeated until.
この本発明の実施形態に係る熱伝導性樹脂シートの製造装置によれば以下の効果を奏する。
（１）混合物Ｐの塗付及び硬化を繰り返すことにより形成される積層体Ｑにおいては、無機充填材としてのｈ−ＢＮ粒子２は、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面を積層体Ｑの積層面に対して平行に配向され、且つエポキシ樹脂１中において均一に分散された状態にある。この積層体Ｑをその積層面に対して垂直な方向に切断装置２８にてスライシングすることにより熱伝導性樹脂シート５が得られるので、熱伝導性樹脂シート５中においては、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面は熱伝導性樹脂シート５の厚さ方向に対して平行に配向された状態となる。従って、熱伝導性樹脂シート５の厚さ方向の熱伝導率を大幅に向上させることができる。
（２）一次シートを積層させる従来技術と比較して、本実施形態における積層体Ｑでは、原料自体が硬化した下地との接着機能を有するため、接着界面とその他部位でのｈ−ＢＮ粒子２の密度、配向などにムラが生じにくい。従って、積層体Ｑをその積層面に対して垂直な方向にスライシングして得られる熱伝導性樹脂シート５においては、樹脂シート面内における熱伝導率の偏りを防止でき、均一な熱伝導率を有する樹脂シートを得ることができる。
（３）本実施形態における積層体Ｑは、混合物Ｐの塗付層を硬化させその硬化面上に未硬化の混合物Ｐの塗付層を再度形成し硬化させ、塗付と硬化とを繰り返して形成されるので、従来技術のような硬化した一次シート間に発生する気泡及びシート剥離を低減することが可能である。
（４）無機充填材としてｈ−ＢＮ粒子２が用いられているので、ｈ−ＢＮ粒子２の熱伝導率における異方性を生かして使用可能である。即ち、ｈ−ＢＮ粒子２の扁平面を熱伝導性樹脂シート５の厚さ方向に対して平行に配向させることにより、熱伝導性樹脂シート５の厚さ方向の熱伝導率を大幅に向上できる。また、ｈ−ＢＮ粒子２が絶縁性の粒子であることにより、熱伝導性樹脂シート５は電子機器の絶縁部材として使用可能である。
（５）塗付層の硬化はヒーター２７による加熱により行われるので、硬化速度を速めることが可能となり、熱伝導性樹脂シート５の製造時間を短縮することができる。
（６）塗付装置１１は、原料混合部１２と塗付ノズル２４とヒーター２７と制御部１４とを備え、制御部１４に内蔵されたプログラムに基づき原料混合から塗付及び硬化に至る一連の動作が自動制御されているので、作業効率と製造品質の向上を図ることができる。
（７）混合物Ｐの原料としては、エポキシ樹脂主剤とｈ−ＢＮ粒子２と硬化剤に加えて希釈溶媒としてのメチルエチルケトンが用いられているので、混合物Ｐの粘度を高めることなくエポキシ樹脂主剤と硬化剤の混合物としてのエポキシ樹脂１に対するｈ−ＢＮ粒子２の配合比率を増加させることが可能である。
（８）エアスプレー式の塗付ノズル２４を用いて液体状態で塗付を行うために、極めて薄く積層することが可能であり、また、下地（硬化面）に凹凸があっても塗付液の流動性により凹凸を解消することができる。
According to the manufacturing apparatus of the heat conductive resin sheet which concerns on this embodiment of this invention, there exist the following effects.
(1) In the laminated body Q formed by repeating the application and curing of the mixture P, the h-
(2) Compared with the prior art in which the primary sheet is laminated, the laminate Q in the present embodiment has an adhesive function with the base material on which the raw material itself has been cured, so the h-
(3) The laminate Q in the present embodiment cures the coating layer of the mixture P, re-forms and cures the coating layer of the uncured mixture P on the cured surface, and repeats coating and curing. Since it is formed, it is possible to reduce bubbles and sheet peeling generated between the cured primary sheets as in the prior art.
(4) Since the h-
(5) Since the coating layer is cured by heating with the
(6) The
(7) As the raw material of the mixture P, since the ethyl resin is used as a diluent solvent in addition to the epoxy resin main component, the h-
(8) Since application is performed in a liquid state using the air spray
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○ 本発明の実施形態では、硬化手段としてヒーター２７を用いるとして説明したが、ヒーター２７による加熱によらずに自然乾燥による塗付層の硬化を行っても良い。
○ 本発明の実施形態では、塗付手段としてエアスプレー式の塗付ノズル２４を用いるとして説明したが、刷毛塗り法、ロール塗り法、ブレード法など他の方式を用いても良い。
○ 本発明の実施形態では、バインダー樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を用い、無機充填材としてｈ−ＢＮ粒子２（六方晶窒化硼素）を用いるとして説明したが、バインダー樹脂としては、そのほか不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂或いは、合成ゴム系樹脂、アクリル樹脂、オレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂を用いても良い。また、無機充填材としては、そのほか酸化アルミニウム（アルミナ）、炭化ケイ素、グラファイト粉末などを用いても良い。なお、熱伝導性樹脂シートを絶縁部材として用いる場合は絶縁性の無機充填材を用いることが望ましい。
○ 本発明の実施形態では、希釈溶媒としてメチルエチルケトンを用いるとして説明したが、その他にアセトン、トルエンなど一般的な有機溶剤を用いてよく、バインダー樹脂との相性を考慮し選定するのが望ましい。
○ 本発明の実施形態では、塗付回数ｋが所定回数ｋ０に到達したかどうかで積層体Ｑの厚さｄ（ｄ＝ｄ０）の判断が行われるとしたが、加熱により溶媒が蒸発することにより塗付層の厚みが減少するため予め決められた回数塗付してもバラツキにより所定の厚みが得られない場合がある。このような場合に対処するために、積層体Ｑの厚さｄを直接検出するための検出センサを設け、この検出センサからの検出信号に基づき積層体Ｑの厚さｄの検出を行っても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the spirit of the invention. For example, the following modifications may be made.
In the embodiment of the present invention, the
In the embodiment of the present invention, it has been described that the air spray
In the embodiment of the present invention, it has been described that a thermosetting epoxy resin is used as the binder resin and h-BN particles 2 (hexagonal boron nitride) are used as the inorganic filler. Thermosetting resins such as polyester resins, phenol resins, melamine resins, silicone resins, and polyimide resins, or thermoplastic resins such as synthetic rubber resins, acrylic resins, and olefin resins may be used. In addition, as the inorganic filler, aluminum oxide (alumina), silicon carbide, graphite powder, or the like may be used. In addition, when using a heat conductive resin sheet as an insulating member, it is desirable to use an insulating inorganic filler.
In the embodiment of the present invention, it has been described that methyl ethyl ketone is used as a diluting solvent. However, other common organic solvents such as acetone and toluene may be used, and it is desirable to select in consideration of compatibility with the binder resin.
In the embodiment of the present invention, the thickness d (d = d0) of the laminate Q is determined based on whether or not the number of times of application k has reached the predetermined number of times k0, but the solvent evaporates due to heating. As a result, the thickness of the coating layer decreases, so that even if the coating is applied a predetermined number of times, the predetermined thickness may not be obtained due to variations. In order to cope with such a case, a detection sensor for directly detecting the thickness d of the stacked body Q is provided, and the thickness d of the stacked body Q is detected based on the detection signal from the detection sensor. good.
１ エポキシ樹脂（バインダー樹脂）
２ ｈ−ＢＮ粒子（六方晶窒化硼素）（無機充填材）
５ 熱伝導性樹脂シート
１１ 塗付装置
１２ 原料混合部（混合手段）
１３ 本体部
１４ 制御部（制御手段）
２２ 型（基板）
２４ 塗付ノズル（塗付手段）
２７ ヒーター（硬化手段）
２８ 切断装置（切断手段）
Ｐ 混合物
Ｑ 積層体
ｄ０ 積層体の所定厚さ
1 Epoxy resin (binder resin)
2 h-BN particles (hexagonal boron nitride) (inorganic filler)
5 Thermally
13
22 type (substrate)
24 Coating nozzle (Coating means)
27 Heater (curing means)
28 Cutting device (cutting means)
P mixture Q laminate d0 predetermined thickness of laminate
Claims (6)
前記無機充填材は扁平形状で熱伝導率に異方性を有する粒子であり、
前記バインダー樹脂と前記無機充填材を混合し、
該混合物を基板上に塗付したのち硬化させ、
該硬化面に該混合物を重ねて塗付したのち硬化させて所定の厚さになるまで塗付及び硬化を繰り返して積層し、
得られた積層体をその積層面に対して垂直な方向にスライシングすることを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法。 A method for producing a thermally conductive resin sheet comprising a binder resin and a thermally conductive inorganic filler dispersed in the binder resin,
The inorganic filler is a particle having a flat shape and anisotropy in thermal conductivity,
Mixing the binder resin and the inorganic filler;
The mixture is applied on a substrate and then cured,
Laminate by repeatedly applying and curing until the desired thickness is obtained by applying the mixture on the cured surface.
The manufacturing method of the heat conductive resin sheet characterized by slicing the obtained laminated body in the direction perpendicular | vertical with respect to the lamination surface.
前記バインダー樹脂と前記無機充填材とが混合された混合物を基板上に塗付する塗付手段と、該塗付手段により塗付された塗付層を硬化させる硬化手段と、塗付及び硬化を繰り返して積層体を形成するよう塗付手段及び硬化手段を制御する制御手段と、該積層体をその積層面に対して垂直な方向にスライシングする切断手段と、を備えたことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造装置。 A heat conductive resin sheet manufacturing apparatus having a binder resin and a heat conductive inorganic filler dispersed in the binder resin,
Applying means for applying a mixture of the binder resin and the inorganic filler on the substrate, a hardening means for hardening the coating layer applied by the applying means, and applying and curing. A heat means comprising: control means for controlling the coating means and the curing means so as to repeatedly form a laminated body; and a cutting means for slicing the laminated body in a direction perpendicular to the laminated surface. Conductive resin sheet manufacturing equipment.
The apparatus for producing a thermally conductive resin sheet according to claim 4, wherein the curing means is a heater that heats and cures the coating layer.
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