JP7152616B2 - 放熱シート - Google Patents
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Description
本開示は、放熱シートに関する。
電子機器の高性能化に伴い、電子機器を構成する種々の部品において発生した熱を効率的に放熱する必要がある。例えば、パワーデバイス、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又は発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）バックライトにおいては、１５０℃以上の熱を発するものがある。上記のような発熱体から発生した熱が電子機器の内部に蓄積すると、電子機器の誤作動等の不具合を引き起こす場合がある。このため、発熱体から発せられる熱を放熱するために種々の技術が検討されている。
例えば、特開２０１７－３６１９０号公報には、平均粒子径（Ｄ５０）が１μｍ～２００μｍの窒化ホウ素凝集粒子組成物であって、特定の条件を満たすことを特徴とする窒化ホウ素凝集粒子組成物が開示されている。
例えば、特開２０１６－９８３０１号公報には、３０～６０体積％の熱溶融性フッ素樹脂と、４０～７０体積％の窒化ホウ素粒子とを含む樹脂組成物であって、上記窒化ホウ素粒子は、粒子（Ａ）及び粒子（Ｂ）から構成され、粒子（Ａ）は、平均粒径が５５μｍ～１００μｍであり、アスペクト比が１～２である球状凝集体粒子であり、粒子（Ｂ）は、平均粒径が８～５５μｍ未満の粒子であり、上記窒化ホウ素全量に対する上記粒子（Ａ）の体積比率が、８０～９９体積％であることを特徴とする樹脂組成物が開示されている。
例えば、特開２０１０－１７４１７３号公報には、窒化ホウ素粒子とアクリルポリマー成分とが含有されている熱伝導性粘着剤組成物であって、粒径３μｍ以上３００μｍ以下の窒化ホウ素粒子が含有されており、しかも、上記窒化ホウ素粒子は、３μｍ以上２０μｍ以下の粒径の窒化ホウ素粒子が５～４５体積％、２０μｍを超え６０μｍ以下の粒径の窒化ホウ素粒子が３０～７０体積％、６０μｍを超え３００μｍ以下の粒径の窒化ホウ素粒子が１０～４０体積％となる割合で含有されていることを特徴とする熱伝導性粘着剤組成物が開示されている。
例えば、国際公開第２０１６／０９２９５１号には、特定の六方晶窒化ホウ素粉末を１０～９０体積％含有する、樹脂組成物が開示されている。
特開２０１７－３６１９０号公報、特開２０１６－９８３０１号公報、特開２０１０－１７４１７３号公報、及び国際公開第２０１６／０９２９５１号に記載された組成物は、例えばシート状に加工されることで放熱シートとして使用される。しかしながら、上記のような従来の放熱シートによっても、十分な熱伝導性、及び絶縁性は得られない。このため、高い熱伝導性、及び高い絶縁性を有する放熱シートが求められている。
本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものである。
本開示の一態様は、熱伝導性、及び絶縁性に優れる放熱シートを提供することを目的とする。
本開示の一態様は、熱伝導性、及び絶縁性に優れる放熱シートを提供することを目的とする。
本開示には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ 樹脂バインダーと、窒化ホウ素粒子と、を含み、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、４０％～６０％であり、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２０％～３０％である放熱シート。
＜２＞ 上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％～１０％である＜１＞に記載の放熱シート。
＜３＞ 上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、１０％～３０％である＜１＞に記載の放熱シート。
＜４＞ 上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％以上１０％未満であり、かつ、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、０％を超え３０％以下である＜１＞に記載の放熱シート。
＜５＞ 空隙率が、０％～３％である＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の放熱シート。
＜６＞ 上記粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子の個数に対する、上記粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子の個数の比が、１．５～２．０である＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の放熱シート。
＜７＞ 上記窒化ホウ素粒子の含有率が、上記放熱シートの全質量に対して、４５質量％～８０質量％である＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の放熱シート。
＜１＞ 樹脂バインダーと、窒化ホウ素粒子と、を含み、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、４０％～６０％であり、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２０％～３０％である放熱シート。
＜２＞ 上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％～１０％である＜１＞に記載の放熱シート。
＜３＞ 上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、１０％～３０％である＜１＞に記載の放熱シート。
＜４＞ 上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％以上１０％未満であり、かつ、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、０％を超え３０％以下である＜１＞に記載の放熱シート。
＜５＞ 空隙率が、０％～３％である＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の放熱シート。
＜６＞ 上記粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子の個数に対する、上記粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子の個数の比が、１．５～２．０である＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の放熱シート。
＜７＞ 上記窒化ホウ素粒子の含有率が、上記放熱シートの全質量に対して、４５質量％～８０質量％である＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の放熱シート。
本開示の一態様によれば、熱伝導性、及び絶縁性に優れる放熱シートを提供することができる。
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、本開示は、以下の実施形態に何ら制限されず、本開示の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、「工程」との用語には、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「質量％」と「重量％」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
本開示において、「全固形分質量」とは、溶媒を除いた成分の全質量を意味する。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、「工程」との用語には、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「質量％」と「重量％」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
本開示において、「全固形分質量」とは、溶媒を除いた成分の全質量を意味する。
＜放熱シート＞
本開示に係る放熱シートは、樹脂バインダーと、窒化ホウ素粒子と、を含み、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子（以下、「ＢＮ粒子（Ａ）」という場合がある。）の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、４０％～６０％であり、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子（以下、「ＢＮ粒子（Ｂ）」という場合がある。）の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２０％～３０％である。
本開示に係る放熱シートは、樹脂バインダーと、窒化ホウ素粒子と、を含み、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子（以下、「ＢＮ粒子（Ａ）」という場合がある。）の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、４０％～６０％であり、上記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子（以下、「ＢＮ粒子（Ｂ）」という場合がある。）の含有率が、上記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２０％～３０％である。
本開示に係る放熱シートは、上記構成を有することで、熱伝導性、及び絶縁性に優れる。本開示に係る放熱シートが上記効果を奏する理由は明らかではないが、以下のように推察される。特開２０１７－３６１９０号公報、特開２０１６－９８３０１号公報、特開２０１０－１７４１７３号公報、及び国際公開第２０１６／０９２９５１号においては、組成物をシート状に加工する過程で各窒化ホウ素粒子の間に空隙が形成されていると推測される。一方、本開示に係る放熱シートにおいては、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ａ））の含有率が、４０％～６０％であり、さらに、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ｂ））の含有率が、２０％～３０％であることで、ＢＮ粒子（Ａ）とＢＮ粒子（Ｂ）とが互いに空隙を埋めるように配置されていると推察される。この結果、放熱シートに占める窒化ホウ素粒子の割合（すなわち、充填率）を従来の放熱シートよりも大きくすることができる。よって、本開示に係る放熱シートは、熱伝導性、及び絶縁性に優れると推察される。
＜＜樹脂バインダー＞＞
本開示に係る放熱シートは、樹脂バインダーを含む。
本開示に係る放熱シートは、樹脂バインダーを含む。
樹脂バインダーとしては、制限されず、公知の樹脂バインダーを利用することができる。樹脂バインダーとしては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、クレゾール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、及びポリフェニレンオキサイド樹脂が挙げられる。
上記の中でも、樹脂バインダーは、熱膨張率が小さく、また、耐熱性、及び接着性に優れるという観点から、エポキシ樹脂であることが好ましい。
エポキシ樹脂としては、制限されず、公知のエポキシ樹脂を利用できる。エポキシ樹脂としては、例えば、二官能エポキシ樹脂、及びノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。
二官能エポキシ樹脂としては、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、及びビスフェノールＳ型エポキシ樹脂が挙げられる。
ノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。
また、樹脂バインダーは、耐熱性等の機能を付加しやすいという観点から、重合性モノマーの硬化物であることも好ましい。
重合性モノマーとしては、重合可能な化合物であれば制限されず、公知の重合性モノマーを利用することができる。
重合性モノマーは、重合性基を有することが好ましい。重合性モノマーにおける重合性基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、オキシラニル基、及びビニル基からなる群より選択される少なくとも１種の重合性基が好ましい。
重合性モノマーは、１種単独の重合性基を有していてもよく、又は２種以上の重合性基を有していてもよい。また、重合性モノマーにおける重合性基の数は、１つであってもよく、又は２つ以上であってもよい。重合性モノマーにおける重合性基の数は、硬化物の耐熱性が優れる観点から、２つ以上であることが好ましく、３つ以上であることがより好ましい。重合性モノマーにおける重合性基の数の上限は、制限されない。重合性モノマーにおける重合性基の数は、例えば、８つ以下である場合が多い。
具体的な重合性モノマーとしては、例えば、エポキシ化合物、フェノール化合物、イミド化合物、メラミン化合物、イソシアネート化合物、ウレタン化合物、アクリレート化合物、及びメタクリレート化合物が挙げられる。
重合性モノマーとしては、例えば、特許第４１１８６９１号公報の段落００２８に記載されたエポキシ樹脂モノマー及びアクリル樹脂モノマー、特開２００８－１３７５９号公報の段落０００６～段落００１１に記載されたエポキシ化合物、並びに特開２０１３－２２７４５１号公報の段落００３２～段落０１００に記載されたエポキシ樹脂モノマーも挙げられる。
本開示に係る放熱シートは、１種単独の樹脂バインダーを含んでいてもよく、又は２種以上の樹脂バインダーを含んでいてもよい。
樹脂バインダーの含有率は、放熱シートの熱伝導性、窒化ホウ素粒子の分散性、及び放熱シートの膜質の観点から、放熱シートの全質量に対して、１０質量％～５０質量％であることが好ましく、２０質量％～５０質量％であることがより好ましい。
＜＜窒化ホウ素粒子＞＞
本開示に係る放熱シートは、窒化ホウ素粒子を含む。本開示に係る放熱シートが窒化ホウ素粒子を含むことで、放熱シートの熱伝導性を向上させることができる。
本開示に係る放熱シートは、窒化ホウ素粒子を含む。本開示に係る放熱シートが窒化ホウ素粒子を含むことで、放熱シートの熱伝導性を向上させることができる。
窒化ホウ素粒子としては、制限されず、公知の窒化ホウ素粒子を利用することができる。窒化ホウ素粒子は、例えば、水島合金鉄株式会社製の「ＨＰ－４０ ＭＦ１００」として入手可能である。
窒化ホウ素粒子は、１次粒子、又は２次粒子（すなわち、１次粒子の凝集体）であってもよい。
本開示に係る放熱シートは、１種単独の窒化ホウ素粒子を含んでいてもよく、又は２種以上の窒化ホウ素粒子を含んでいてもよい。
窒化ホウ素粒子の含有率は、放熱シートの全質量に対して、４０質量％～８０質量％であることが好ましく、４５質量％～８０質量％であることがより好ましく、５０質量％～８０質量％であることが特に好ましい。窒化ホウ素粒子の含有率が４０質量％以上であることで、放熱シートの熱伝導性を向上させることができる。窒化ホウ素粒子の含有率が８０質量％以下であることで、放熱シートの膜質を向上させることができる。
窒化ホウ素粒子の含有率は、放熱シートの熱伝導性の観点から、樹脂バインダー１００質量部に対して、９０質量部～４００質量部であることが好ましく、１００質量部～３５０質量部であることがより好ましい。
本開示に係る放熱シートにおける窒化ホウ素粒子は、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ａ））を含む。本開示に係る放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ａ））の含有率は、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、４０％～６０％である。ＢＮ粒子（Ａ）の含有率が上記範囲であることで、放熱シートの熱伝導性、及び絶縁性を向上させることができる。
ＢＮ粒子（Ａ）の含有率は、放熱シートの絶縁性の観点から、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、４５％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、５５％以上であることが特に好ましい。
ＢＮ粒子（Ａ）の含有率は、放熱シートの熱伝導性の観点から、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５５％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましく、４５％以下であることが特に好ましい。
本開示において、窒化ホウ素粒子の粒径は、以下の方法によって測定される窒化ホウ素粒子の長径である。
（１）収束イオンビーム（ＦＩＢ）を照射することにより、放熱シートを切断する。
（２）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて放熱シートの断面を観察し、次いで、窒化ホウ素粒子の画像を得る。
（３）窒化ホウ素粒子の長径を測定する。ここで、「窒化ホウ素粒子の長径」とは、窒化ホウ素粒子の輪郭線上の任意の２点間を結ぶ線分のうち、最も長い線分の長さをいう。例えば、上記画像において観察される窒化ホウ素粒子が真円である場合、窒化ホウ素粒子の長径とは、窒化ホウ素粒子の直径をいう。
（１）収束イオンビーム（ＦＩＢ）を照射することにより、放熱シートを切断する。
（２）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて放熱シートの断面を観察し、次いで、窒化ホウ素粒子の画像を得る。
（３）窒化ホウ素粒子の長径を測定する。ここで、「窒化ホウ素粒子の長径」とは、窒化ホウ素粒子の輪郭線上の任意の２点間を結ぶ線分のうち、最も長い線分の長さをいう。例えば、上記画像において観察される窒化ホウ素粒子が真円である場合、窒化ホウ素粒子の長径とは、窒化ホウ素粒子の直径をいう。
本開示に係る放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子の粒度分布（すなわち、粒径と存在比率との関係）を調節する方法としては、例えば、分級が挙げられる。例えば、分級によって粒度分布を調節した窒化ホウ素粒子を用いて放熱シートを製造することで、本開示に係る放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子の粒度分布を調節することができる。
ＢＮ粒子（Ａ）の形状は、制限されない。放熱シートの断面で観察されるＢＮ粒子（Ａ）の形状は、例えば、円形、楕円形、多角形、又は不定形であってもよい。
本開示に係る放熱シートにおける窒化ホウ素粒子は、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ｂ））を含む。本開示に係る放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子のうち、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ｂ））の含有率は、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２０％～３０％である。ＢＮ粒子（Ｂ）の含有率が上記範囲であることで、放熱シートの熱伝導性、及び絶縁性を向上させることができる。
ＢＮ粒子（Ｂ）の含有率は、放熱シートの熱伝導性の観点から、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２２％以上であることが好ましく、２５％以上であることがより好ましい。
ＢＮ粒子（Ｂ）の含有率は、放熱シートの絶縁性の観点から、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２８％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。
ＢＮ粒子（Ｂ）の粒径は、３０μｍ～７０μｍの範囲であることが好ましい。
ＢＮ粒子（Ｂ）のアスペクト比は、１．３以上である。ＢＮ粒子（Ｂ）のアスペクト比が１．３以上であることで、放熱シートに占める窒化ホウ素粒子の割合を従来の放熱シートよりも大きくすることができる。ＢＮ粒子（Ｂ）のアスペクト比の上限は、制限されない。ＢＮ粒子（Ｂ）のアスペクト比の上限は、例えば、１０以下の範囲で決定すればよい。
本開示において、窒化ホウ素粒子のアスペクト比は、以下の方法によって測定される窒化ホウ素粒子の短径に対する長径の比（長径／短径）である。
（１）収束イオンビーム（ＦＩＢ）を照射することにより、放熱シートを切断する。
（２）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて放熱シートの断面を観察し、次いで、窒化ホウ素粒子の画像を得る。
（３）窒化ホウ素粒子の長径及び短径をそれぞれ測定する。ここで、「窒化ホウ素粒子の短径」とは、窒化ホウ素粒子の長径を規定する線分に直交し、かつ、窒化ホウ素粒子の輪郭線上の任意の２点間を結ぶ線分のうち、最も長い線分の長さをいう。
（４）窒化ホウ素粒子の短径に対する長径の比（長径／短径）を求める。
（１）収束イオンビーム（ＦＩＢ）を照射することにより、放熱シートを切断する。
（２）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて放熱シートの断面を観察し、次いで、窒化ホウ素粒子の画像を得る。
（３）窒化ホウ素粒子の長径及び短径をそれぞれ測定する。ここで、「窒化ホウ素粒子の短径」とは、窒化ホウ素粒子の長径を規定する線分に直交し、かつ、窒化ホウ素粒子の輪郭線上の任意の２点間を結ぶ線分のうち、最も長い線分の長さをいう。
（４）窒化ホウ素粒子の短径に対する長径の比（長径／短径）を求める。
ＢＮ粒子（Ｂ）の形状は、アスペクト比が１．３以上となる形状であれば、制限されない。放熱シートの断面で観察されるＢＮ粒子（Ｂ）の形状は、例えば、楕円形、多角形、又は不定形であってもよい。また、ＢＮ粒子（Ｂ）は、１次粒子、又は２次粒子（すなわち、１次粒子の凝集体）であってもよい。
ＢＮ粒子（Ｂ）の個数に対するＢＮ粒子（Ａ）の個数の比（［ＢＮ粒子（Ａ）の個数］／［ＢＮ粒子（Ｂ）の個数］）は、１．５～３．０であることが好ましく、１．５～２．５であることがより好ましく、１．５～２．０であることがさらに好ましく、１．５～１．８であることが特に好ましい。ＢＮ粒子（Ｂ）の個数に対するＢＮ粒子（Ａ）の個数の比が上記範囲であることで、放熱シートの熱伝導性を向上させることができる。
ＢＮ粒子（Ｂ）の個数に対するＢＮ粒子（Ａ）の個数の比（［ＢＮ粒子（Ａ）の個数］／［ＢＮ粒子（Ｂ）の個数］）は、１．８以上であることが好ましく、２．２以上であることがより好ましい。ＢＮ粒子（Ｂ）の個数に対するＢＮ粒子（Ａ）の個数の比が上記範囲であることで、放熱シートの絶縁性を向上させることができる。
本開示に係る放熱シートにおける窒化ホウ素粒子は、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子（以下、「ＢＮ粒子（Ｃ）」という場合がある。）を含んでもよい。本開示に係る放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ｃ））の含有率は、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％～１０％であることが好ましく、６％～１０％であることがより好ましく、７％～１０％であることがさらに好ましく、８％～１０％であることが特に好ましい。ＢＮ粒子（Ｃ）の含有率が上記範囲であることで、放熱シートに含まれる空隙の割合を減らすことができる。ＢＮ粒子（Ｃ）の含有率は、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、１０％未満であってもよい。
ＢＮ粒子（Ｃ）の形状は、制限されない。放熱シートの断面で観察されるＢＮ粒子（Ｃ）の形状は、例えば、円形、楕円形、多角形、又は不定形であってもよい。また、ＢＮ粒子（Ｃ）は、１次粒子、又は２次粒子（すなわち、１次粒子の凝集体）であってもよい。
本開示に係る放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子のうち、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子（以下、「ＢＮ粒子（Ｄ）」という場合がある。）の含有率は、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、０％を超え３０％以下であることが好ましく、５％～３０％であることがより好ましく、１０％～３０％であることがさらに好ましく、１５％～３０％であることが特に好ましい。ＢＮ粒子（Ｄ）の含有率が上記範囲であることで、放熱シートに含まれる空隙の割合を減らすことができる。
ＢＮ粒子（Ｄ）の形状は、制限されない。放熱シートの断面で観察されるＢＮ粒子（Ｄ）の形状は、例えば、円形、楕円形、多角形、又は不定形であってもよい。また、ＢＮ粒子（Ｄ）は、１次粒子、又は２次粒子（すなわち、１次粒子の凝集体）であってもよい。
次に、ＢＮ粒子（Ｃ）の含有率とＢＮ粒子（Ｄ）の含有率との好ましい関係について説明する。本開示に係る放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ｃ））の含有率は、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％以上１０％未満であり、かつ、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子（すなわち、ＢＮ粒子（Ｄ））の含有率は、窒化ホウ素粒子の全個数に対して、０％を超え３０％以下であることが好ましい。ＢＮ粒子（Ｃ）の含有率、及びＢＮ粒子（Ｄ）の含有率がそれぞれ上記範囲であることで、放熱シートに含まれる空隙の割合を減らすことができる。上記したＢＮ粒子（Ｃ）の含有率とＢＮ粒子（Ｄ）の含有率との好ましい関係において、ＢＮ粒子（Ｃ）の含有率、及びＢＮ粒子（Ｄ）の含有率は、それぞれ、目的とする特性に応じて既述の範囲で決定すればよい。
窒化ホウ素粒子の形状は、制限されない。放熱シートの断面で観察される窒化ホウ素粒子の形状は、例えば、円形、楕円形、多角形、又は不定形であってもよい。
窒化ホウ素粒子の平均アスペクト比は、３以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましく、８以上であることが特に好ましい。窒化ホウ素粒子の平均アスペクト比が５以上であることで、放熱シートの熱伝導性を向上させることができる。窒化ホウ素粒子の平均アスペクト比の上限は、制限されない。窒化ホウ素粒子の平均アスペクト比は、後述する組成物における粒子分散性の観点から、２０以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましい。窒化ホウ素粒子の平均アスペクト比は、任意に選択される１００個の窒化ホウ素粒子のアスペクト比を算術平均することによって求める。
＜＜空隙率＞＞
本開示に係る放熱シートの空隙率は、０％～３％であることが好ましく、０％～２％であることがより好ましく、０％～１％であることが特に好ましい。本開示に係る放熱シートの空隙率が上記範囲であることで、放熱シートの熱伝導性を向上させることができる。また、本開示に係る放熱シートの空隙率が小さくなるにしたがって、放熱シートの絶縁性も向上する傾向にある。
本開示に係る放熱シートの空隙率は、０％～３％であることが好ましく、０％～２％であることがより好ましく、０％～１％であることが特に好ましい。本開示に係る放熱シートの空隙率が上記範囲であることで、放熱シートの熱伝導性を向上させることができる。また、本開示に係る放熱シートの空隙率が小さくなるにしたがって、放熱シートの絶縁性も向上する傾向にある。
本開示に係る放熱シートの空隙率は、以下の方法によって測定する。
（１）３次元Ｘ線顕微鏡（例えば、株式会社リガク製の「ｎａｎｏ３ＤＸ」）を用いて、放熱シートの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を得る。
（２）任意の５つの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を二値化処理し、各観察像から空隙率（［空隙の面積］／［視野範囲の面積］）を算出する。
（３）５つの測定値を算術平均することによって、放熱シートの空隙率（％）を算出する。
（１）３次元Ｘ線顕微鏡（例えば、株式会社リガク製の「ｎａｎｏ３ＤＸ」）を用いて、放熱シートの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を得る。
（２）任意の５つの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を二値化処理し、各観察像から空隙率（［空隙の面積］／［視野範囲の面積］）を算出する。
（３）５つの測定値を算術平均することによって、放熱シートの空隙率（％）を算出する。
＜＜空隙の大きさ＞＞
空隙の大きさは、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることが特に好ましい。空隙の大きさが１０μｍ以下であることで、放熱シートの熱伝導性を大幅に向上させることができる。空隙の大きさの下限は、制限されず、０μｍに近いほどよい。空隙の大きさは、０μｍ以上、又は０μｍを超えていてもよい。空隙の大きさは、空隙の面積から求めた平均円相当径である。空隙の面積は、上記空隙率の測定方法に準ずる方法によって測定する。
空隙の大きさは、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることが特に好ましい。空隙の大きさが１０μｍ以下であることで、放熱シートの熱伝導性を大幅に向上させることができる。空隙の大きさの下限は、制限されず、０μｍに近いほどよい。空隙の大きさは、０μｍ以上、又は０μｍを超えていてもよい。空隙の大きさは、空隙の面積から求めた平均円相当径である。空隙の面積は、上記空隙率の測定方法に準ずる方法によって測定する。
＜＜厚さ＞＞
本開示に係る放熱シートの厚さは、制限されない。本開示に係る放熱シートの厚さは、熱伝導性の観点から、５０μｍ～２００μｍの範囲内であることが好ましい。
本開示に係る放熱シートの厚さは、制限されない。本開示に係る放熱シートの厚さは、熱伝導性の観点から、５０μｍ～２００μｍの範囲内であることが好ましい。
＜＜他の部材＞＞
本開示に係る放熱シートの少なくとも一方の面に、基材が配置されていてもよい。基材としては、下記「製造方法」の項において説明する基材が挙げられる。本開示に係る放熱シートを使用する場合、基材は、放熱シートを使用する前に除去してもよく、又は放熱シートと共に使用してもよい。例えば、本開示に係る放熱シートの片面に銅基板が配置されている場合、銅基板を除去することなく、銅基板と共に放熱シートを使用してもよい。ただし、基材は、上記各項において説明した本開示に係る放熱シートの構成要素には含まれない。例えば、上記した本開示に係る放熱シートの厚さには、基材の厚さは含まれない。
本開示に係る放熱シートの少なくとも一方の面に、基材が配置されていてもよい。基材としては、下記「製造方法」の項において説明する基材が挙げられる。本開示に係る放熱シートを使用する場合、基材は、放熱シートを使用する前に除去してもよく、又は放熱シートと共に使用してもよい。例えば、本開示に係る放熱シートの片面に銅基板が配置されている場合、銅基板を除去することなく、銅基板と共に放熱シートを使用してもよい。ただし、基材は、上記各項において説明した本開示に係る放熱シートの構成要素には含まれない。例えば、上記した本開示に係る放熱シートの厚さには、基材の厚さは含まれない。
＜＜製造方法＞＞
本開示に係る放熱シートの製造方法としては、例えば、樹脂バインダー又は重合性モノマーと、窒化ホウ素粒子と、を含む組成物を用いる方法が挙げられる。例えば、上記組成物を基材上に塗布し、次いで、必要に応じて乾燥又は硬化させることによって放熱シートを製造することができる。本開示に係る放熱シートの製造方法は、基材上に、重合性モノマーと、窒化ホウ素粒子と、を含む組成物を塗布する工程と、上記基材上に塗布された上記組成物を硬化させる工程と、を含むことが好ましい。以下、本開示に係る放熱シートの好ましい製造方法について説明する。
本開示に係る放熱シートの製造方法としては、例えば、樹脂バインダー又は重合性モノマーと、窒化ホウ素粒子と、を含む組成物を用いる方法が挙げられる。例えば、上記組成物を基材上に塗布し、次いで、必要に応じて乾燥又は硬化させることによって放熱シートを製造することができる。本開示に係る放熱シートの製造方法は、基材上に、重合性モノマーと、窒化ホウ素粒子と、を含む組成物を塗布する工程と、上記基材上に塗布された上記組成物を硬化させる工程と、を含むことが好ましい。以下、本開示に係る放熱シートの好ましい製造方法について説明する。
［組成物］
重合性モノマーと、窒化ホウ素粒子と、を含む組成物の調製方法としては、例えば、重合性モノマーと窒化ホウ素粒子とを混合する方法が挙げられる。混合方法としては、制限されず、公知の方法を利用することができる。
重合性モノマーと、窒化ホウ素粒子と、を含む組成物の調製方法としては、例えば、重合性モノマーと窒化ホウ素粒子とを混合する方法が挙げられる。混合方法としては、制限されず、公知の方法を利用することができる。
重合性モノマーとしては、例えば、上記「樹脂バインダー」の項において説明した重合性モノマーが挙げられる。例えば、重合性モノマーとして、エポキシ化合物、及びフェノール化合物を用いることで、樹脂バインダーの一種であるエポキシ樹脂を製造することができる。
組成物は、１種単独の重合性モノマーを含んでいてもよく、又は２種以上の重合性モノマーを含んでいてもよい。
組成物中の重合性モノマーの含有率は、組成物中の全固形分質量に対して、１０質量％～５０質量％であることが好ましく、２０質量％～５０質量％であることがより好ましい。
窒化ホウ素粒子の粒度分布は、上記「窒化ホウ素粒子」の項において説明した範囲となるように調節することが好ましい。窒化ホウ素粒子の粒度分布を調節することで、ＢＮ粒子（Ａ）、ＢＮ粒子（Ｂ）、ＢＮ粒子（Ｃ）、及びＢＮ粒子（Ｄ）の各含有率を、上記「窒化ホウ素粒子」の項において説明した範囲に調節することができる。窒化ホウ素粒子の粒度分布を調節する方法としては、例えば、分級が挙げられる。分級の方法としては、制限されず、公知の方法を利用することができる。分級の方法としては、例えば、ふるい分けが挙げられる。組成物の調製においては、例えば、所定の粒度分布を有する１種又は２種以上の窒化ホウ素粒子の添加量を調節することで、放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子の粒度分布を調節することができる。
組成物中の窒化ホウ素粒子の含有率は、組成物中の全固形分質量に対して、４０質量％～８０質量％であることが好ましく、４５質量％～８０質量％であることがより好ましく、５０質量％～８０質量％であることが特に好ましい。
組成物は、樹脂バインダー、及び窒化ホウ素粒子に加えて、他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えば、硬化剤、硬化促進剤、重合開始剤、及び溶媒が挙げられる。
硬化剤としては、制限されず、公知の硬化剤を利用することができる。硬化剤は、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基、イソシアネート基、カルボキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及び無水カルボン酸基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物であることが好ましく、ヒドロキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基、及びチオール基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物であることがより好ましい。
硬化剤は、上記官能基を２つ以上有する化合物であることが好ましく、上記官能基を２つ又は３つ有する化合物であることがより好ましい。
具体的な硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、グアニジン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、アクリル系硬化剤、酸無水物系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、及びシアネートエステル系硬化剤が挙げられる。上記の中でも、硬化剤は、イミダゾール系硬化剤、アクリル系硬化剤、フェノール系硬化剤、又はアミン系硬化剤であることが好ましい。
組成物は、１種単独の硬化剤を含んでいてもよく、又は２種以上の硬化剤を含んでいてもよい。
組成物が硬化剤を含む場合、硬化剤の含有率は、組成物中の全固形分質量に対して、１～５０質量％であることが好ましく、１質量％～３０質量％であることがより好ましい。
硬化促進剤としては、制限されず、公知の硬化促進剤を利用することができる。硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、２－エチル－４－メチルイミダゾール、三フッ化ホウ素アミン錯体、及び１－ベンジル－２－メチルイミダゾールが挙げられる。
組成物は、１種単独の硬化促進剤を含んでいてもよく、又は２種以上の硬化促進剤を含んでいてもよい。
組成物が硬化促進剤を含む場合、硬化促進剤の含有率は、組成物中の全固形分質量に対して、０．１質量％～２０質量％であることが好ましい。
重合開始剤としては、制限されず、公知の重合開始剤を利用できる。例えば、重合性モノマーが、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を有する場合、重合開始剤としては、特開２０１０－１２５７８２号公報の段落００６２に記載された重合開始剤、又は特開２０１５－０５２７１０号公報の段落００５４に記載された重合開始剤であることが好ましい。
組成物は、１種単独の重合開始剤を含んでいてもよく、又は２種以上の重合開始剤を含んでいてもよい。
組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有率は、組成物中の全固形分質量に対して、０．１質量％～５０質量％であることが好ましい。
溶媒としては、制限されず、公知の溶媒を利用することができる。溶媒は、有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒としては、例えば、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジクロロメタン、及びテトラヒドロフランが挙げられる。
組成物は、１種単独の溶媒を含んでいてもよく、又は２種以上の溶媒を含んでいてもよい。
溶媒の含有率は、制限されず、例えば、組成物の組成、及び塗布方法に応じて決定すればよい。溶媒の含有率は、組成物の全質量に対して、３０質量％～８０質量％であることが好ましく、３０質量％～７０質量％であることがより好ましい。
［基材］
基材としては、例えば、金属基板、及び剥離ライナーが挙げられる。
基材としては、例えば、金属基板、及び剥離ライナーが挙げられる。
金属基板としては、例えば、鉄基板、銅基板、ステンレス基板、アルミニウム基板、マグネシウム含有合金基板、及びアルミニウム含有合金基板が挙げられる。上記の中でも、金属基板は、銅基板であることが好ましい。
剥離ライナーとしては、例えば、紙（例えば、クラフト紙、グラシン紙、及び上質紙）、樹脂フィルム（例えば、ポリオレフィン、及びポリエステル）、及び紙と樹脂フィルムとを積層したラミネート紙が挙げられる。
ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、及びポリプロピレンが挙げられる。
ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。
剥離ライナーとして使用される紙は、剥離処理が施された紙であってもよい。剥離処理が施された紙は、例えば、目止め処理が施された紙の片面又は両面に剥離処理をさらに施すことによって形成することができる。目止め処理は、例えば、クレイ、又はポリビニルアルコールを用いて行うことができる。剥離処理は、例えば、シリコーン系樹脂を用いて行うことができる。
基材の厚さは、制限されず、例えば、１０μｍ～３００μｍの範囲で決定すればよい。
［塗布方法］
塗布方法としては、制限されず、公知の方法を利用できる。塗布方法としては、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、コンマコーティング法、ブレード法、及びインクジェット法が挙げられる。
塗布方法としては、制限されず、公知の方法を利用できる。塗布方法としては、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、コンマコーティング法、ブレード法、及びインクジェット法が挙げられる。
基材上に塗布された組成物は、必要に応じて乾燥してもよい。乾燥方法としては、例えば、基材上に塗布された組成物に対して、４０℃～１４０℃の温風を１分間～３０分間付与する方法が挙げられる。
［硬化方法］
硬化方法としては、制限されず、公知の方法を利用することができる。硬化方法は、熱硬化反応、又は光硬化反応であることが好ましく、熱硬化反応であることが好ましい。
硬化方法としては、制限されず、公知の方法を利用することができる。硬化方法は、熱硬化反応、又は光硬化反応であることが好ましく、熱硬化反応であることが好ましい。
熱硬化反応における加熱温度は、制限されず、例えば、５０℃～２００℃の範囲で決定すればよい。
熱硬化反応における加熱時間は、制限されず、加熱温度に応じて決定すればよい。熱硬化反応における加熱時間は、例えば、１分間～６０分間の範囲で決定すればよい。
硬化反応は、半硬化反応であってもよい。つまり、得られる硬化物が、いわゆるＢステージ状態（半硬化状態）であってもよい。
本開示に係る放熱シートの製造方法においては、必要に応じて、硬化反応を複数回にわたって実施してもよい。硬化反応を複数回にわたって実施する場合、各硬化反応の条件は、互いに同一であってもよく、又は異なっていてもよい。
［他の工程］
本開示に係る放熱シートの製造方法は、上記した工程以外の工程（以下、「他の工程」という場合がある。）を含んでいてもよい。他の工程としては、例えば、硬化された組成物（以下、「硬化物」という。）を加圧する工程が挙げられる。
本開示に係る放熱シートの製造方法は、上記した工程以外の工程（以下、「他の工程」という場合がある。）を含んでいてもよい。他の工程としては、例えば、硬化された組成物（以下、「硬化物」という。）を加圧する工程が挙げられる。
硬化物の表面に基材が配置されている場合、硬化物から基材を剥離した後、硬化物を加圧してもよい。また、硬化物から基材を剥離せずに、硬化物を基材と共に加圧してもよい。加工の容易性の観点から、硬化物から基材を剥離した後、硬化物を加圧することが好ましい。
加圧方法としては、制限されず、公知の方法を利用することができる。加圧方法としては、例えば、プレス加工、及びカレンダー加工が挙げられる。上記の中でも、加圧方法は、生産性、及び空隙率の減少性の観点から、カレンダー加工であることが好ましい。
加圧する際の圧力は、制限されず、例えば、加圧方法、及び硬化物の組成に応じて決定すればよい。例えば、加圧方法がカレンダー加工である場合、圧力（線圧）は、５０Ｎ／ｍ～２００Ｎ／ｍであることが好ましく、１００Ｎ／ｍ～１５０Ｎ／ｍであることがより好ましい。
加圧する際の温度は、制限されず、例えば、加圧方法、硬化物の組成に応じて決定すればよい。温度は、２０℃～１５０℃であることが好ましく、２５℃～１２０℃であることがより好ましい。
加圧方法がカレンダー加工である場合、硬化物の搬送速度は、制限されない。硬化物の搬送速度は、例えば、１ｍ／分～１００ｍ／分の範囲で決定すればよい。
＜＜用途＞＞
本開示に係る放熱シートは熱伝導性及び絶縁性に優れるため、本開示に係る放熱シートを種々の発熱体に接触させることで、発熱体において発生した熱を効率的に放熱できる。例えば、電子機器を構成する種々の部品に本開示に係る放熱シートを接触させることで、上記部品において発生した熱を効率的に放熱できる。上記部品としては、例えば、パワーデバイス、及びＣＰＵが挙げられる。また、本開示に係る放熱シートは、パワーデバイス等の発熱体とヒートシンク等の放熱体との間に配置して使用されてもよい。
本開示に係る放熱シートは熱伝導性及び絶縁性に優れるため、本開示に係る放熱シートを種々の発熱体に接触させることで、発熱体において発生した熱を効率的に放熱できる。例えば、電子機器を構成する種々の部品に本開示に係る放熱シートを接触させることで、上記部品において発生した熱を効率的に放熱できる。上記部品としては、例えば、パワーデバイス、及びＣＰＵが挙げられる。また、本開示に係る放熱シートは、パワーデバイス等の発熱体とヒートシンク等の放熱体との間に配置して使用されてもよい。
以下、実施例により本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらに制限されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、及び「％」は質量基準である。
＜実施例１＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
窒化ホウ素粒子（ＨＰ－４０ ＭＦ１００、水島合金鉄株式会社製）を分級（分級機：
日清エンジニアリング株式会社製のエアロファインクラシファイア、分級条件：Ｄ５０＝６μｍ）することによって得られた窒化ホウ素粒子（１）（平板状の１次粒子）、及び窒化ホウ素粒子（ＨＰ－４０ ＭＦ１００、水島合金鉄株式会社製）を分級（分級機：日清エンジニアリング株式会社製のエアロファインクラシファイア、分級条件：Ｄ５０＝７１μｍ）することによって得られた窒化ホウ素粒子（２）（不定形状の２次粒子）を１：１（質量比）で混練することによって、窒化ホウ素粒子（Ａ１）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
窒化ホウ素粒子（ＨＰ－４０ ＭＦ１００、水島合金鉄株式会社製）を分級（分級機：
日清エンジニアリング株式会社製のエアロファインクラシファイア、分級条件：Ｄ５０＝６μｍ）することによって得られた窒化ホウ素粒子（１）（平板状の１次粒子）、及び窒化ホウ素粒子（ＨＰ－４０ ＭＦ１００、水島合金鉄株式会社製）を分級（分級機：日清エンジニアリング株式会社製のエアロファインクラシファイア、分級条件：Ｄ５０＝７１μｍ）することによって得られた窒化ホウ素粒子（２）（不定形状の２次粒子）を１：１（質量比）で混練することによって、窒化ホウ素粒子（Ａ１）を得た。
［組成物（Ａ）の調製］
下記成分を混練することによって、組成物（Ａ）を調製した。
・モノマー（Ａ）（エポキシ樹脂の原材料、ＱＥ－２４０５、コンビブロックス社製）：１７質量部
・モノマー（Ｂ）（エポキシ樹脂の原材料、ＹＸ４０００、三菱ケミカル株式会社製）：３４質量部
・メチルエチルケトン：６５質量部
・ＴＰＰ（トリフェニルホスフィン、硬化促進剤）：０．５質量部
・窒化ホウ素粒子（Ａ１）：５１質量部
下記成分を混練することによって、組成物（Ａ）を調製した。
・モノマー（Ａ）（エポキシ樹脂の原材料、ＱＥ－２４０５、コンビブロックス社製）：１７質量部
・モノマー（Ｂ）（エポキシ樹脂の原材料、ＹＸ４０００、三菱ケミカル株式会社製）：３４質量部
・メチルエチルケトン：６５質量部
・ＴＰＰ（トリフェニルホスフィン、硬化促進剤）：０．５質量部
・窒化ホウ素粒子（Ａ１）：５１質量部
上記モノマー（Ａ）は、下記構造を有する化合物である。
上記モノマー（Ｂ）は、下記構造を有する化合物である。
［放熱シートの作製］
アプリケーターを用いて、ポリエステルフィルム（ＮＰ－１００Ａ、厚さ：１００μｍ、パナック株式会社製）の離型面上に、上記組成物（Ａ）を乾燥後の厚さが２５０μｍになるように塗布し、次いで、１３０℃の温風で５分間乾燥させることによって塗膜を形成した。１８０℃、１時間の条件で上記塗膜を硬化させることにより、ポリエステルフィルム付き放熱シート前駆体を作製した。上記ポリエステルフィルム付き放熱シート前駆体からポリエステルフィルムを剥離した。次に、放熱シート前駆体に対して以下の条件でカレンダー加工を施すことにより、放熱シート（厚さ：２００μｍ）を作製した。カレンダー加工においては、ゴム製のロールと、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製のロールと、を有する一対のロールを用いた。放熱シートにおける窒化ホウ素粒子の含有率は、５０質量％である。
アプリケーターを用いて、ポリエステルフィルム（ＮＰ－１００Ａ、厚さ：１００μｍ、パナック株式会社製）の離型面上に、上記組成物（Ａ）を乾燥後の厚さが２５０μｍになるように塗布し、次いで、１３０℃の温風で５分間乾燥させることによって塗膜を形成した。１８０℃、１時間の条件で上記塗膜を硬化させることにより、ポリエステルフィルム付き放熱シート前駆体を作製した。上記ポリエステルフィルム付き放熱シート前駆体からポリエステルフィルムを剥離した。次に、放熱シート前駆体に対して以下の条件でカレンダー加工を施すことにより、放熱シート（厚さ：２００μｍ）を作製した。カレンダー加工においては、ゴム製のロールと、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製のロールと、を有する一対のロールを用いた。放熱シートにおける窒化ホウ素粒子の含有率は、５０質量％である。
（カレンダー加工の条件）
・線圧：１００Ｎ／ｍ
・温度：２５℃
・搬送速度：５ｍ／分
・線圧：１００Ｎ／ｍ
・温度：２５℃
・搬送速度：５ｍ／分
＜実施例２＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１．３：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ２）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１．３：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ２）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ２）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ２）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜実施例３＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１．５：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ３）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１．５：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ３）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ３）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ３）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜実施例４＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を８８μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ４）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を８８μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ４）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ４）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ４）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜実施例５＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を４２μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ５）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を４２μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ａ５）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ５）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ａ５）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜比較例１＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を０．９：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ１）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を０．９：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ１）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ１）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ１）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜比較例２＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１．６：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ２）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１．６：１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ２）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ２）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ２）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜比較例３＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を８８μｍに変更したこと、及び実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１：０．９に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ３）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を８８μｍに変更したこと、及び実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１：０．９に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ３）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ３）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ３）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜比較例４＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を４２μｍに変更したこと、及び実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１：１．１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ４）を得た。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を得るための分級条件（Ｄ５０）を４２μｍに変更したこと、及び実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）と窒化ホウ素粒子（２）との混合比（質量比）を１：１．１に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化ホウ素粒子（Ｂ４）を得た。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ４）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ４）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜比較例５＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）を、窒化ホウ素粒子（Ｂ５）として用いた。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（１）を、窒化ホウ素粒子（Ｂ５）として用いた。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ５）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ５）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜比較例６＞
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を、窒化ホウ素粒子（Ｂ６）として用いた。
［窒化ホウ素粒子の分級］
実施例１で用いた窒化ホウ素粒子（２）を、窒化ホウ素粒子（Ｂ６）として用いた。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ６）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ６）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜比較例７＞
［窒化ホウ素粒子の準備］
窒化ホウ素粒子（Ｂ７）として、窒化ホウ素粒子（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製、窒化ホウ素（ＢＮ）パウダー ＰＴＸ２５）を準備した。窒化ホウ素粒子（Ｂ７）は、球状の１次粒子であった。
［窒化ホウ素粒子の準備］
窒化ホウ素粒子（Ｂ７）として、窒化ホウ素粒子（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製、窒化ホウ素（ＢＮ）パウダー ＰＴＸ２５）を準備した。窒化ホウ素粒子（Ｂ７）は、球状の１次粒子であった。
［放熱シートの作製］
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ７）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
組成物（Ａ）における窒化ホウ素粒子（Ａ１）を窒化ホウ素粒子（Ｂ７）に変更したこと以外は、実施例１と同様の方法により放熱シートを作製した。
＜空隙率＞
実施例及び比較例で作製した放熱シートの空隙率を以下の方法によって測定した。測定結果を表１に示す。
（１）３次元Ｘ線顕微鏡（株式会社リガク製の「ｎａｎｏ３ＤＸ」）を用いて、放熱シートの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を得た。
（２）任意の５つの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を二値化処理し、各観察像から空隙率（［空隙の面積］／［視野範囲の面積］）を算出した。
（３）５つの測定値を算術平均することによって、放熱シートの空隙率（％）を算出した。
実施例及び比較例で作製した放熱シートの空隙率を以下の方法によって測定した。測定結果を表１に示す。
（１）３次元Ｘ線顕微鏡（株式会社リガク製の「ｎａｎｏ３ＤＸ」）を用いて、放熱シートの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を得た。
（２）任意の５つの観察像（視野範囲：２００μｍ×２００μｍ）を二値化処理し、各観察像から空隙率（［空隙の面積］／［視野範囲の面積］）を算出した。
（３）５つの測定値を算術平均することによって、放熱シートの空隙率（％）を算出した。
＜耐電圧＞
実施例及び比較例で作製した放熱シート（シート単体）の耐電圧を以下の方法によって測定した。「ＪＩＳ Ｃ ２１１０－１：２０１６」に準ずる方法によって実施した絶縁破壊試験において、試験片が絶縁破壊を起こさない最も高い電圧を耐電圧とした。測定結果を表１に示す。耐電圧の数値が高いほど、絶縁性が高いことを意味する。
実施例及び比較例で作製した放熱シート（シート単体）の耐電圧を以下の方法によって測定した。「ＪＩＳ Ｃ ２１１０－１：２０１６」に準ずる方法によって実施した絶縁破壊試験において、試験片が絶縁破壊を起こさない最も高い電圧を耐電圧とした。測定結果を表１に示す。耐電圧の数値が高いほど、絶縁性が高いことを意味する。
＜熱伝導率＞
実施例及び比較例で作製した放熱シート（シート単体）の熱伝導率を以下の方法によって測定した。測定結果を表１に示す。熱伝導率が高いほど、熱伝導性が高いことを意味する。
（１）ＮＥＴＺＳＣＨ社製の「ＬＦＡ４６７」を用いて、レーザーフラッシュ法で放熱シートの厚み方向の熱拡散率を測定した。
（２）メトラー・トレド株式会社製の天秤「ＸＳ２０４」（「固体比重測定キット」使用）を用いて、放熱シートの比重を測定した。
（３）セイコーインスツル株式会社製の「ＤＳＣ３２０／６２００」を用い、１０℃／分の昇温条件の下、２５℃における各放熱シートの比熱をＤＳＣ７のソフトウエアを用いて比熱を求めた。
（４）得られた熱拡散率に比重及び比熱を乗じることで、放熱シートの熱伝導率を算出した。
実施例及び比較例で作製した放熱シート（シート単体）の熱伝導率を以下の方法によって測定した。測定結果を表１に示す。熱伝導率が高いほど、熱伝導性が高いことを意味する。
（１）ＮＥＴＺＳＣＨ社製の「ＬＦＡ４６７」を用いて、レーザーフラッシュ法で放熱シートの厚み方向の熱拡散率を測定した。
（２）メトラー・トレド株式会社製の天秤「ＸＳ２０４」（「固体比重測定キット」使用）を用いて、放熱シートの比重を測定した。
（３）セイコーインスツル株式会社製の「ＤＳＣ３２０／６２００」を用い、１０℃／分の昇温条件の下、２５℃における各放熱シートの比熱をＤＳＣ７のソフトウエアを用いて比熱を求めた。
（４）得られた熱拡散率に比重及び比熱を乗じることで、放熱シートの熱伝導率を算出した。
表１に記載したＢＮ粒子（Ａ）、ＢＮ粒子（Ｂ）、ＢＮ粒子（Ｃ）、及びＢＮ粒子（Ｄ）の各含有率は、放熱シートに含まれる窒化ホウ素粒子の全個数に対する割合である。
表１より、実施例１～５は、比較例１～７に比べて、熱伝導性、及び絶縁性に優れることがわかった。
２０１９年９月２５日に出願された日本国特許出願２０１９－１７３８３３号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
Claims (7)
- 樹脂バインダーと、窒化ホウ素粒子と、を含み、
前記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子の含有率が、前記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、４０％～６０％であり、
前記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子の含有率が、前記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、２０％～３０％である
放熱シート。 - 前記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子の含有率が、前記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％～１０％である請求項１に記載の放熱シート。
- 前記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子の含有率が、前記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、１０％～３０％である請求項１に記載の放熱シート。
- 前記窒化ホウ素粒子のうち、粒径が１０μｍを超え２０μｍ未満である窒化ホウ素粒子の含有率が、前記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、５％以上１０％未満であり、かつ、粒径が７０μｍを超える窒化ホウ素粒子の含有率が、前記窒化ホウ素粒子の全個数に対して、０％を超え３０％以下である請求項１に記載の放熱シート。
- 空隙率が、０％～３％である請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の放熱シート。
- 前記粒径が２０μｍ～７０μｍであり、かつ、アスペクト比が１．３以上である窒化ホウ素粒子の個数に対する、前記粒径が１μｍ～１０μｍである窒化ホウ素粒子の個数の比が、１．５～２．０である請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の放熱シート。
- 前記窒化ホウ素粒子の含有率が、前記放熱シートの全質量に対して、４５質量％～８０質量％である請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の放熱シート。
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-
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- 2020-06-30 WO PCT/JP2020/025718 patent/WO2021059647A1/ja active Application Filing
- 2020-06-30 CN CN202080065169.9A patent/CN114402706B/zh active Active
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| WO2012133587A1 (ja) | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 日立化成工業株式会社 | 樹脂組成物、樹脂シート、樹脂シート硬化物、樹脂シート積層体、樹脂シート積層体硬化物及びその製造方法、半導体装置、並びにｌｅｄ装置 |
| JP2019137608A (ja) | 2014-02-05 | 2019-08-22 | 三菱ケミカル株式会社 | 窒化ホウ素凝集粒子、窒化ホウ素凝集粒子の製造方法、該窒化ホウ素凝集粒子含有樹脂組成物、成形体、及びシート |
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