JP2015231012A - 熱伝導シート、物品及び電子部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、温度23℃で測定された引張弾性率が1GPa〜15GPaであり、かつ、厚さが2μm〜35μmである絶縁性基材の片面または両面に、熱伝導層を有する熱伝導シートであって、50%圧縮強度が1.0×105Pa〜1.2×107Paである熱伝導シートに関するものである。
【選択図】なし
Description
[熱伝導層形成用の組成物(C−1)の調製]
冷却管、撹拌機、温度計、滴下漏斗を備え、窒素置換した反応容器に、トリデシルアクリレート100質量部を仕込み、撹拌下、窒素を吹き込みながら75℃まで昇温した。その後、前記反応容器に、予め酢酸エチルに溶解して得た2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)溶液1質量部(固形分5質量%)を添加した。
厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面がシリコーン化合物で剥離処理された離型フィルムの表面に、前記組成物(C−1)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが122μmになるように塗工し、85℃に設定した乾燥機内で5分間乾燥させることによって、前記離型フィルムの表面に熱伝導層を形成した。
DAW−20(電気化学工業株式会社、酸化アルミニウム、平均粒子径20μm、熱伝導率36W/m・K、Na2Oの含有量0.008質量%、アスペクト比1)の使用量を740質量部から1000質量部に変更すること以外は、実施例1と同様の方法で組成物(C−2)を得た。また、前記組成物(C−1)の代わりに前記組成物(C−2)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導層に含まれる熱伝導性充填剤の含有量は、前記熱伝導層に対して72体積%であった。また、前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、6.5×106Paであった。
DAW−20(電気化学工業株式会社、酸化アルミニウム、平均粒子径20μm、熱伝導率36W/m・K、Na2Oの含有量0.008質量%、アスペクト比1)の使用量を740質量部から1600質量部に変更すること以外は、実施例1と同様の方法で組成物(C−3)を得た。また、前記組成物(C−1)の代わりに前記組成物(C−3)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導層に含まれる熱伝導性充填剤の含有量は、前記熱伝導層に対して80体積%であった。また、前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、9.0×106Paであった。
前記組成物(C−1)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが119μmになるように塗工すること、及び、基材としてルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、ルミラーS#12(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ12μm、引張弾性率4GPa、絶縁破壊電圧3.3kV)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、1.3×106Paであった。
前記組成物(C−1)の代わりに前記組成物(C−2)を使用すること以外は、実施例4と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導層に含まれる熱伝導性充填剤の含有量は、前記熱伝導層に対して72体積%であった。また、前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、7.2×106Paであった。
前記組成物(C−1)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが112.5μmになるように塗工すること、及び、基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ25μm)の代わりに、ルミラーS#25(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ25μm、引張弾性率4GPa、絶縁破壊電圧7.4kV)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、1.4×106Paであった。
前記組成物(C−1)の代わりに前記組成物(C−2)を使用すること以外は、実施例6と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導層に含まれる熱伝導性充填剤の含有量は、前記熱伝導層に対して72体積%であった。また、前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、8.4×106Paであった。
前記組成物(C−2)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが110μmになるように塗工すること、及び、基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、ルミラーZV#30(東レ株式会社製、ポリイミドコートポリエチレンテレフタレート、厚さ30μm、引張弾性率4.2GPa、絶縁破壊電圧9kV)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、7.8×106Paであった。
前記組成物(C−2)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが119μmになるように塗工すること、及び、基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、カプトン50V(東レ・デュポン株式会社製、ポリイミド、厚さ12.5μm、引張弾性率3.5GPa、絶縁破壊電圧4.4kV)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、6.3×106Paであった。
前記組成物(C−2)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが119μmになるように塗工すること、及び、基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、ミクトロン#12(東レ株式会社製、ポリイミド、厚さ12μm、引張弾性率10GPa、絶縁破壊電圧3.3kV)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、7.9×106Paであった。
攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応容器に、2−エチルヘキシルアクリレート96.4質量部と、β−カルボキシエチルアクリレート2.4質量部と、アクリル酸1.2質量部と、酢酸エチル98質量部とを仕込み、攪拌下、窒素を吹き込みながら75℃まで昇温した。その後、前記反応容器に、予め酢酸エチルにて溶解したアゾビスイソブチロニトリル溶液2質量部(固形分5質量%)を添加した。
前記組成物(C−4)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが119μmになるように塗工すること、及び、基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、ルミラーS#12(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ12μm、引張弾性率4GPa、絶縁破壊電圧3.3kV)を使用すること以外は、実施例11と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、6.5×106Paであった。
前記組成物(C−1)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが100μmになるように塗工すること、及び、基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、ルミラーS#50(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ50μm、引張弾性率4GPa、絶縁破壊電圧3.3kV)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、1.6×106Paであった。
前記組成物(C−1)の代わりに前記組成物(C−2)を使用すること以外は、比較例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導層に含まれる充填剤は72体積%であった。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、9.9×106Paであった。
前記組成物(C−1)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが116μmになるように塗工し、さらに基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、HA18(JX日鉱日石金属株式会社製、圧延銅箔、厚さ18μm、引張弾性率110GPa、導電性)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、5.2×106Paであった。
前記組成物(C−1)を、棒状の金属アプリケータを用いて、乾燥後の厚さが118μmになるように塗工し、さらに基材として、ルミラー6AF53(東レ株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ6μm)の代わりに、軟質アルミニウム基材(株式会社UACJ、厚さ15μm、引張弾性率68GPa、導電性)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、5.8×106Paであった。
DAW−20(電気化学工業株式会社、酸化アルミニウム)の使用量を740質量部から1600質量部に変更すること以外は、実施例11と同様の方法で組成物(C−5)を得た。また、前記組成物(C−4)の代わりに前記組成物(C−5)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で熱伝導シートを得た。前記熱伝導層に含まれる充填剤は80体積%であった。また、前記熱伝導シートの50%圧縮強度は、1.5×107Paであった。
[粘着剤(I)の調製]
前記組成物(C−4)に対して、さらに架橋剤バーノックNC40(DIC社製のイソシアネート系架橋剤、固形分40質量%)2.6質量部加えること以外は、実施例11と同様の方法で組成物(C−6)を得た。
熱伝導シートの総厚さは、テスター産業株式会社製厚さ計「TH−102」を用いて測定した。
実施例及び比較例で得た熱伝導シートを40mm×50mmに切断したものを試験サンプルとし、その質量(G0)を測定した。
上記実施例及び比較例にて得られた熱伝導シートを空気巻き込みのないように2枚貼り重ね、その最外面に、厚さ6μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼合し、縦5cm及び横(幅)15cmの長方形に裁断したものを試験片とした。
実施例及び比較例で得られた熱伝導シートを25mm角に切断したものを試験サンプルとした。
実施例及び比較例で得られた熱伝導シートを100mm角に切断して得た熱伝導シートの一方の面に、厚さ100μmのアルミニウム箔を貼り合せしたものを試験サンプルとした。耐電圧試験機(株式会社小島電機製作所製)を用いて、前記試験サンプルに1kV/秒の速度で電圧が上昇するように、交流電圧を印加した。前記試験サンプルが破壊した電圧を絶縁破壊電圧とした。
実施例及び比較例で得た熱伝導シートを65mm角に裁断したものを試験サンプルとした。
Claims (12)
- 温度23℃で測定された引張弾性率が1GPa〜15GPaであり、かつ、厚さが2μm〜35μmである絶縁性基材の片面または両面に、熱伝導層を有する熱伝導シートであって、50%圧縮強度が1.0×105Pa〜1.2×107Paであることを特徴とする熱伝導シート。
- 前記熱伝導層が、重合体(A)を含む有機成分と、熱伝導性充填剤(B)を含む無機成分とを含有するものである請求項1に記載の熱伝導シート。
- 前記熱伝導性充填剤(B)が、前記熱伝導層の全体に対して40体積%〜90体積%含まれる請求項1または2に記載の熱伝導シート。
- 前記熱伝導性充填剤(B)がアスペクト比1以上2未満である請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱伝導シート。
- 前記重合体(A)がアクリル系重合体である請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱伝導シート。
- 前記アクリル系重合体が、炭素原子数10個〜20個のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有する単量体成分を重合して得られたものである請求項5に記載の熱伝導シート。
- 前記炭素原子数10個〜20個のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが、前記単量体成分の全量に対して50質量%以上含まれる請求項6に記載の熱伝導シート。
- 前記熱伝導層に含まれる前記有機成分のゲル分率が40質量%以下である請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱伝導シート。
- 前記絶縁性基材が、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミドまたはポリイミドを用いて得られるフィルムである請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱伝導シート。
- 発熱部材と、受熱部材とが、請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱伝導シートを介して固定されたものであることを特徴とする物品。
- 前記受熱部材が金属基材またはグラファイトシートである請求項10に記載の物品。
- 電気回路の片面または両面と、金属基材またはグラファイトシートとが、請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱伝導シートを介して固定されたものであることを特徴とする電子部材。
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