JP7384560B2 - Thermal conductive sheets, mounting methods for thermal conductive sheets, manufacturing methods for electronic devices - Google Patents
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Description
本技術は、電子部品等に貼り付け、その放熱性を向上させる熱伝導シート、熱伝導シートの実装方法及び電子機器の製造方法に関する。 The present technology relates to a thermally conductive sheet that is attached to an electronic component or the like to improve its heat dissipation, a method for mounting the thermally conductive sheet, and a method for manufacturing an electronic device.
従来、パーソナルコンビュータ等の各種電気機器やその他の機器に搭載されている半導体素子においては、駆動により熱が発生し、発生した熱が蓄積されると半導体素子の駆動や周辺機器へ悪影響が生じることから、各種冷却手段が用いられている。半導体素子等の電子部品の冷却方法としては、当該機器にファンを取り付け、機器筐体内の空気を冷却する方式や、その冷却すべき半導体素子に放熱フィンや放熱板等のヒートシンクを取り付ける方法等が知られている。 Conventionally, semiconductor devices installed in various electrical devices such as personal computers and other devices generate heat when driven, and if the generated heat accumulates, it can have an adverse effect on the drive of the semiconductor device and peripheral devices. Since then, various cooling means have been used. Methods for cooling electronic components such as semiconductor devices include attaching a fan to the device to cool the air inside the device case, and attaching heat sinks such as heat sinks or heat sinks to the semiconductor device to be cooled. Are known.
半導体素子にヒートシシクを取り付けて冷却する場合、半導体素子の熱を効率よく放出させるために、半導体素子とヒートシンクとの間に熱伝導シートが設けられている。熱伝導シートとしては、シリコーン樹脂に炭素繊維等の熱伝導性フィラー等の充填剤を分散含有させたものが広く用いられている(特許文献1参照)。これら熱伝導性フィラーは、熱伝導の異方性を有しており、例えは熱伝導性フィラーとして炭素繊維を用いた場合、繊維方向には約600W/m・K~1200W/m・Kの熱伝導率を有し、窒化ホウ素を用いた場合には、面方向では約110W/m・K、面方向に垂直な方向では約2W/m・Kの熱伝導率を有し、異方性を有することが知られている。 When a heat sink is attached to a semiconductor element for cooling, a heat conductive sheet is provided between the semiconductor element and the heat sink in order to efficiently release heat from the semiconductor element. As a thermally conductive sheet, one in which a filler such as a thermally conductive filler such as carbon fiber is dispersed in a silicone resin is widely used (see Patent Document 1). These thermally conductive fillers have anisotropy of thermal conduction. For example, when carbon fiber is used as a thermally conductive filler, approximately 600 W/m・K to 1200 W/m・K is applied in the fiber direction. When boron nitride is used, it has a thermal conductivity of approximately 110 W/m・K in the in-plane direction and approximately 2 W/m・K in the direction perpendicular to the in-plane direction, and is anisotropic. It is known to have
ここで、パーソナルコンビュータのCPUなどの電子部品はその高速化、高性能化に伴って、その放熱量は年々増大する傾向にある。しかしながら、反対にプロセッサ等のチップサイズは微細シリコン回路技術の進歩によって、従来と同等サイズかより小さいサイズとなり、単位面積あたりの熱流速は高くなっている。したがって、その温度上昇による不具合などを回避するために、CPUなどの電子部品をより効率的に放熱、冷却することが求められている。 Here, as electronic components such as CPUs of personal computers become faster and more sophisticated, the amount of heat released by them tends to increase year by year. However, on the contrary, due to advances in micro silicon circuit technology, the chip size of processors and the like has become the same size or smaller than before, and the heat flow rate per unit area has increased. Therefore, in order to avoid problems caused by the temperature rise, there is a need for more efficient heat dissipation and cooling of electronic components such as CPUs.
熱伝導シートの放熱特性を向上するためには、熱の伝わりにくさを示す指標である熱抵抗を下げることが求められる。熱抵抗を下げるためには、発熱体である電子部品や、ヒートシシク等の放熱部品に対する密着性の向上や、熱伝導シートを薄くして熱抵抗を下げさせることが有効となる。 In order to improve the heat dissipation properties of a thermally conductive sheet, it is required to lower the thermal resistance, which is an index of the difficulty in transmitting heat. In order to lower the thermal resistance, it is effective to improve the adhesion to electronic components that are heat generating bodies and heat dissipating components such as heat shields, and to reduce the thermal resistance by making the thermally conductive sheet thinner.
熱伝導性成形体を薄くスライスし熱伝導シートとした場合、スライスしたシート表面は凹凸があり、電子部品との密着性が乏しい。密着性が乏しいと実装工程において部品に対して密着しないことによって部品から落下する等の不具合が生じ、また、発熱体である電子部品やヒートシシク等の放熱体と密着性が悪いことにより空気を含んでしまい、熱抵抗を十分に下げることができないといった問題がある。 When a thermally conductive molded body is thinly sliced to form a thermally conductive sheet, the surface of the sliced sheet is uneven and has poor adhesion to electronic components. If the adhesion is poor, problems such as falling from the component may occur during the mounting process because the component does not adhere tightly to the component, and it may also contain air due to poor adhesion to the electronic component that is a heat generating element or a heat sink such as a heat sink. There is a problem that the thermal resistance cannot be lowered sufficiently.
このような問題に対して、熱伝導性成形体をスライスして作製した熱伝導シートを剥離フィルムで挟持しプレスすることで、シート表面を平滑化させるとともに、シート本体を構成する高分子マトリックス成分の未硬化成分を表面に滲み出させて熱伝導シートと電子部品の密着性を改善する技術も提案されている(特許文献2)。 To solve this problem, by sandwiching and pressing a thermally conductive sheet made by slicing a thermally conductive molded body between release films, the surface of the sheet is smoothed and the polymer matrix component that makes up the sheet body is smoothed. A technique has also been proposed that improves the adhesion between a thermally conductive sheet and an electronic component by causing uncured components to ooze out onto the surface (Patent Document 2).
一方で、薄くて柔らかいシート本体において、シート表面に高分子マトリックス成分の未硬化成分が滲み出ると、熱伝導シートを半導体装置等の電子部品に実装する際に、シート本体から剥離フィルムを剥離することが困難となり、作業性を損なってしまう。すなわち、熱伝導シートを使用する際には、シート本体から剥離フィルムを剥離する必要があるが、一方の剥離フィルムを剥離する際に、この一方の剥離フィルムにシート本体が付着した状態で他方の剥離フィルムから剥離してしまうと、作業性を損なうこととなる。 On the other hand, in a thin and soft sheet body, if uncured components of the polymer matrix component ooze out onto the sheet surface, the release film may be peeled off from the sheet body when the thermally conductive sheet is mounted on electronic components such as semiconductor devices. This makes it difficult to do so, impairing workability. In other words, when using a thermally conductive sheet, it is necessary to peel off the release film from the sheet main body, but when peeling one release film, the sheet main body is attached to the other release film while the other release film is peeled off. If it peels off from the release film, workability will be impaired.
そこで、本技術は、シート表面にタック性を有するシート本体から剥離フィルムを容易に剥離でき、作業性が向上された熱伝導シート、この熱伝導シートの実装方法、及び電子機器の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present technology provides a thermally conductive sheet in which a release film can be easily peeled off from a sheet body with tackiness on the sheet surface, improving workability, a method for mounting this thermally conductive sheet, and a method for manufacturing electronic devices. The purpose is to
上述した課題を解決するために、本技術に係る熱伝導シートは、シリコーンゲルからなる高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含む熱伝導性樹脂組成物の硬化物であって、表面に樹脂被覆層が設けられ、タックを有するシート本体と、前記シート本体の一方の面に貼付された第1の剥離フィルム、及び前記シート本体の前記一方の面と反対側の他方の面に貼付された第2の剥離フィルムを有し、前記第1の剥離フィルムと前記第2の剥離フィルムは、前記シート本体からの剥離強度が異なるものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a thermally conductive sheet according to the present technology is a cured product of a thermally conductive resin composition containing a polymer matrix component made of silicone gel and a fibrous thermally conductive filler. , a sheet body provided with a resin coating layer on the surface and having tack, a first release film affixed to one surface of the sheet body, and another surface of the sheet body opposite to the one surface. The sheet has a second release film attached thereto, and the first release film and the second release film have different peel strength from the sheet main body.
また、本技術に係る熱伝導シートの実装方法は、シート本体の一方の面に第1の剥離フィルムが貼付され、前記シート本体の前記一方の面と反対側の他方の面に第2の剥離フィルムが貼付された熱伝導シートを用意する工程と、前記シート本体の前記他方の面側から磁力を印加し、前記第1の剥離フィルムを剥離する工程と、前記シート本体の前記一方の面を電子部品に貼付する工程と、前記第2の剥離フィルムを剥離する工程を有するものである。 Further, in the method for mounting a thermally conductive sheet according to the present technology, a first release film is attached to one surface of the sheet body, and a second release film is attached to the other surface of the sheet body opposite to the one surface. a step of preparing a thermally conductive sheet to which a film is attached; a step of applying a magnetic force from the other side of the sheet body to peel off the first release film; and a step of peeling off the first release film from the other side of the sheet body. The method includes a step of attaching it to an electronic component and a step of peeling off the second release film.
また、本技術に係る電子機器の製造方法は、熱伝導シートが貼付された電子部品を有する電子機器の製造方法において、シート本体の一方の面に第1の剥離フィルムが貼付され、前記シート本体の前記一方の面と反対側の他方の面に第2の剥離フィルムが貼付された熱伝導シートを用意する工程と、前記シート本体の前記他方の面から磁力を印加し、前記第1の剥離フィルムを剥離する工程と、前記シート本体の前記一方の面を電子部品に貼付する工程と、前記第2の剥離フィルムを剥離する工程を有するものである。 Further, in the method for manufacturing an electronic device according to the present technology, in the method for manufacturing an electronic device having an electronic component to which a thermally conductive sheet is attached, a first release film is attached to one surface of the sheet body, and the sheet body a step of preparing a thermally conductive sheet having a second release film affixed to the other surface opposite to the one surface of the sheet; and applying a magnetic force from the other surface of the sheet body to release the first The method includes a step of peeling off the film, a step of attaching the one side of the sheet main body to an electronic component, and a step of peeling off the second release film.
本技術によれば、熱伝導シートは、シート本体からの剥離強度が小さい剥離フィルムから剥離することで、当該剥離フィルムにシート本体が付着して剥がれることがなく、作業性を損なうことがない。 According to the present technology, the thermally conductive sheet is peeled from the release film whose peel strength from the sheet main body is low, so that the sheet main body does not adhere to and peel off from the release film, and workability is not impaired.
以下、本技術が適用された熱伝導シート、熱伝導シートの実装方法、及び電子機器の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, a thermally conductive sheet, a method for mounting the thermally conductive sheet, and a method for manufacturing an electronic device to which the present technology is applied will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present technology is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present technology. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may differ from the actual one. Specific dimensions etc. should be determined with reference to the following explanation. Furthermore, it goes without saying that the drawings include portions with different dimensional relationships and ratios.
本技術が適用された熱伝導シートは、表面にタックを有するシート本体と、前記シート本体の一方の面に貼付された第1の剥離フィルム、及び前記シート本体の前記一方の面と反対側の他方の面に貼付された第2の剥離フィルムを有し、前記第1の剥離フィルムと第2の剥離フィルムは、前記シート本体からの剥離強度が異なることを特徴とする。 A thermally conductive sheet to which the present technology is applied includes a sheet main body having a tack on its surface, a first release film affixed to one surface of the sheet main body, and a first release film affixed to one surface of the sheet main body opposite to the one surface. The sheet has a second release film attached to the other surface, and the first release film and the second release film have different peel strength from the sheet main body.
これにより、熱伝導シートは、シート本体からの剥離強度が小さい剥離フィルムから剥離することで、当該剥離フィルムにシート本体が付着して剥がれることがなく、作業性を損なうことがない。 As a result, the heat conductive sheet is peeled from the release film which has a low peel strength from the sheet main body, so that the sheet main body does not adhere to and peel off from the release film, and workability is not impaired.
また、剥離フィルムのシート本体からの剥離強度は、剥離フィルムの厚みや材質に応じても異なる。したがって、シート本体に貼付される第1、第2の剥離フィルムは、それぞれ厚み及び/又は材質を異ならせることにより、シート本体からの剥離強度を異ならせることができる。 Furthermore, the peel strength of the release film from the sheet body varies depending on the thickness and material of the release film. Therefore, by making the first and second release films attached to the sheet body different in thickness and/or material, the peel strength from the sheet body can be made different.
第1、第2の剥離フィルムの材質としては、プラスチックフィルムを好適に用いることができ、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンフィルム等を例示できる。第1、第2の剥離フィルムは、同じ材質で異なる厚みで形成されてもよく、異なる材質で同じ又は異なる厚みで形成されてもよい。また、第1、第2の剥離フィルムは、シート本体からの剥離を容易に行うために剥離処理やエンボス加工のいずれか又は両方を施してもよい。かかる処理や加工によってもシート本体からの剥離強度を調整することができる。このような第1、第2の剥離フィルムとしては、例えばエンボス加工されたポリエチレンフィルム、ワックス処理されたPETフィルム、又はフッ素処理されたPETフィルム等を例示できる。 As the material for the first and second release films, a plastic film can be suitably used, and examples thereof include polyethylene terephthalate film and polyethylene film. The first and second release films may be made of the same material and have different thicknesses, or may be made of different materials and have the same or different thicknesses. Further, the first and second release films may be subjected to release treatment and/or embossing to facilitate peeling from the sheet main body. The peel strength from the sheet body can also be adjusted by such treatments and processing. Examples of such first and second release films include an embossed polyethylene film, a wax-treated PET film, a fluorine-treated PET film, and the like.
なお、第1、第2の剥離フィルムのシート本体からの剥離強度は、シート本体に発現するタックとの関係で適宜設定することができるが、180度剥離した時の剥離強度が0.01~0.1Nとすることが好ましい。また、第1、第2の剥離フィルムの180度剥離した時の屈曲半径(R)は、フィルムの厚さや材質に応じて適宜設定されるが、例えば10mm以下とすることが好ましい。 The peel strength of the first and second release films from the sheet body can be set as appropriate in relation to the tack developed on the sheet body, but the peel strength when peeled at 180 degrees is 0.01~ It is preferable to set it to 0.1N. Further, the bending radius (R) when the first and second release films are peeled off at 180 degrees is appropriately set depending on the thickness and material of the film, but is preferably set to, for example, 10 mm or less.
シート本体としては、少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含む熱伝導性樹脂組成物が硬化されてなるものを好適に用いることができ、また、高分子マトリックス成分としてはシリコーンゲルであるものを好適に用いることができる。 As the sheet body, a material obtained by curing a thermally conductive resin composition containing at least a polymeric matrix component and a fibrous thermally conductive filler can be suitably used, and as the polymeric matrix component, Silicone gel can be suitably used.
さらに、シート本体は、磁性粉を含むことが好ましい。後述するように、磁性粉を含有することにより、熱伝導シートは、磁力を印加させながら剥離フィルムだけを剥離することができ、シート本体からの剥離強度の大きい剥離フィルムから剥離することもできる。 Furthermore, it is preferable that the sheet body contains magnetic powder. As will be described later, by containing magnetic powder, the thermally conductive sheet can peel only the release film while applying magnetic force, and can also be peeled from the release film that has a high peel strength from the sheet main body.
また、シート本体は、ショアOO硬度が50以下、かつ厚みが0.5mm以下であることが好ましい。熱伝導シートは、ショアOO硬度が50以下の柔軟性を有することで、電子部品やヒートシンク等の放熱部材との密着性を高め、また、厚さを0.5mm以下と薄くすることで、熱伝導率を高めることができる。 Further, it is preferable that the sheet body has a Shore OO hardness of 50 or less and a thickness of 0.5 mm or less. Thermal conductive sheets have flexibility with a Shore OO hardness of 50 or less, which improves adhesion to heat dissipation members such as electronic components and heat sinks, and by reducing the thickness to 0.5 mm or less, heat transfer is achieved. Conductivity can be increased.
本技術が適用された熱伝導シートの実装工程は、シート本体からの剥離強度が小さい方の剥離フィルム、例えば第2の剥離フィルムから剥離する。これにより、第2の剥離フィルムに付着してシート本体の全部が第1の剥離フィルムから剥離することがなく、第1の剥離フィルムに支持された状態でシート本体の他方の面を露出させることができる。熱伝導シートは、露出したシート本体の他方の面を半導体装置等の電子部品又はヒートシンク等の放熱部材に貼り付け、その後、第1の剥離フィルムをシート本体の一方の面から剥離する。 In the process of mounting a thermally conductive sheet to which the present technology is applied, the sheet is peeled from the sheet main body from a release film having a smaller peel strength, for example, a second release film. This prevents the entire sheet body from adhering to the second release film and peeling off from the first release film, and allows the other side of the sheet body to be exposed while being supported by the first release film. Can be done. The other side of the exposed sheet body of the thermally conductive sheet is attached to an electronic component such as a semiconductor device or a heat dissipation member such as a heat sink, and then the first release film is peeled off from one side of the sheet body.
ここで、本技術が適用された熱伝導シートの実装工程は、シート本体の他方の面側から磁力を印加し、剥離強度が第2の剥離フィルム以上である第1の剥離フィルムから剥離してもよい。第2の剥離フィルムが貼付されているシート本体の他方の面側から磁力を印加することにより、シート本体が第2の剥離フィルム側に引き寄せられる。したがって、シート本体からの剥離強度が第2の剥離フィルム以上である第1の剥離フィルムを剥離する場合にも、シート本体の全部が第1の剥離フィルムに付着して第2の剥離フィルムから剥離することがなく、第2の剥離フィルムに支持された状態でシート本体の一方の面を露出させることができる。 Here, in the mounting process of the thermally conductive sheet to which this technology is applied, a magnetic force is applied from the other side of the sheet body, and the sheet is peeled off from the first release film whose peel strength is greater than or equal to the second release film. Good too. By applying magnetic force from the other side of the sheet body to which the second release film is attached, the sheet body is drawn toward the second release film. Therefore, even when peeling a first release film whose peel strength from the sheet body is higher than that of the second release film, the entire sheet body adheres to the first release film and is not peeled from the second release film. One surface of the sheet main body can be exposed while being supported by the second release film without having to do so.
熱伝導シートは、露出したシート本体の一方の面を半導体装置等の電子部品又はヒートシンク等の放熱部材に貼り付け、その後、第2の剥離フィルムをシート本体の他方の面から剥離する。 In the thermally conductive sheet, one side of the exposed sheet body is attached to an electronic component such as a semiconductor device or a heat dissipation member such as a heat sink, and then the second release film is peeled off from the other side of the sheet body.
また、熱伝導シートは、シート本体に磁性粉が含有されていることが好ましい。シート本体に磁性粉が含有されることにより、シート本体の他方の面側から第2の剥離フィルムを介して磁界を印加したときに、より確実にシート本体が第2の剥離フィルム側に引き寄せられ、第1の剥離フィルムのみをシート本体から剥離することができる。 Further, it is preferable that the heat conductive sheet contains magnetic powder in the sheet body. By containing magnetic powder in the sheet body, when a magnetic field is applied from the other side of the sheet body through the second release film, the sheet body is more reliably attracted to the second release film side. , only the first release film can be peeled off from the sheet body.
[熱伝導シートの構成例]
図1に本技術が適用された熱伝導シートの構成例を示す。図1に示す熱伝導シート1は、少なくとも高分子マトリックス成分と繊維状の熱伝導性充填剤とを含むバインダ樹脂が硬化されてなるシート本体2を有する。シート本体2の一方の面2aは、第1の剥離フィルム3が貼着され、シート本体2の他方の面2bは、第2の剥離フィルム4が貼着されている。また、シート本体2は、第1、第2の剥離フィルム3,4とシート本体2との間に、シート本体2から滲み出た高分子マトリックス成分の未硬化成分によって樹脂被覆層5が形成されている。
[Example of configuration of thermally conductive sheet]
FIG. 1 shows an example of the configuration of a thermally conductive sheet to which the present technology is applied. A thermally
熱伝導シート1は、一方の面2a及び他方の面2bに樹脂被覆層5が形成されることによりタック(粘着性)を有し、使用の際に第1、第2の剥離フィルム3,4を剥離することによりシート本体2を所定の位置に貼付可能とされている。このとき、上述したように、熱伝導シート1は、第1、第2の剥離フィルム3,4の剥離性が向上され作業性、取り扱い性に優れる。また、熱伝導シート1は、電子部品と放熱部材との組み立て時の位置ズレを修正したり、一旦組み立てた後に何らかの事情で解体し、再度組み立てることを可能としたりするなどのリワーク性にも優れる。
The thermally
[高分子マトリックス成分]
シート本体2を構成する高分子マトリックス成分は、熱伝導シート1の基材となる高分子成分のことである。その種類については、特に限定されず、公知の高分子マトリックス成分を適宜選択することができる。例えば、高分子マトリックス成分の一つとして、熱硬化性ポリマーが挙げられる。
[Polymer matrix component]
The polymer matrix component constituting the
前記熱硬化性ポリマーとしては、例えば、架橋ゴム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、ポリイミドシリコーン、熱硬化型ポリフェニレンエーテル、熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the thermosetting polymer include crosslinked rubber, epoxy resin, polyimide resin, bismaleimide resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, unsaturated polyester, diallyl phthalate resin, silicone resin, polyurethane, polyimide silicone, and thermosetting type. Examples include polyphenylene ether, thermosetting modified polyphenylene ether, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
なお、前記架橋ゴムとしては、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ポリイソブチレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the crosslinked rubber include natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and fluorine rubber. Examples include rubber, urethane rubber, acrylic rubber, polyisobutylene rubber, and silicone rubber. These may be used alone or in combination of two or more.
また、これら熱硬化性ポリマーの中でも、成形加工性及び耐候性に優れるとともに、電子部品に対する密着性及び追従性の点から、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてシリコーン樹脂の種類を適宜選択することができる。 Among these thermosetting polymers, it is preferable to use silicone resins because they have excellent moldability and weather resistance, as well as adhesion and conformability to electronic components. The silicone resin is not particularly limited, and the type of silicone resin can be appropriately selected depending on the purpose.
上述した成形加工性、耐候性、密着性等を得る観点からは、前記シリコーン樹脂として、液状シリコーンゲルの主剤と、硬化剤とから構成されるシリコーン樹脂であることが好ましい。そのようなシリコーン樹脂としては、例えば、付加反応型液状シリコーン樹脂、過酸化物を加硫に用いる熱加硫型ミラブルタイプのシリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、電子機器の放熱部材としては、電子部品の発熱面とヒートシンク面との密着性が要求されるため、付加反応型液状シリコーン樹脂が特に好ましい。 From the viewpoint of obtaining the above-mentioned moldability, weather resistance, adhesion, etc., the silicone resin is preferably a silicone resin composed of a liquid silicone gel main ingredient and a curing agent. Examples of such silicone resins include addition reaction type liquid silicone resins, heat vulcanization type millable type silicone resins that use peroxide for vulcanization, and the like. Among these, addition reaction liquid silicone resins are particularly preferred as heat dissipating members for electronic devices, since adhesion between the heat generating surface of the electronic component and the heat sink surface is required.
前記付加反応型液状シリコーン樹脂としては、ビニル基を有するポリオルガノシロキサンを主剤、Si-H基を有するポリオルガノシロキサンを硬化剤とした、2液性の付加反応型シリコーン樹脂等を用いることが好ましい。 As the addition reaction type liquid silicone resin, it is preferable to use a two-component addition reaction type silicone resin, etc. in which a polyorganosiloxane having a vinyl group is used as a main ingredient and a polyorganosiloxane having an Si-H group is used as a curing agent. .
ここで、液状シリコーン成分は、主剤となるシリコーンA液成分と硬化剤が含まれるシリコーンB液成分を有し、シリコーンA液成分とシリコーンB液成分とが所定の割合で配合されている。シリコーンA液成分とシリコーンB液成分との配合割合は適宜調整できるが、シート本体2に柔軟性を付与するとともに、シート本体2の両面2a,2bと第1、第2の剥離フィルムとの間に高分子マトリックス成分の未硬化成分をブリードさせ、樹脂被覆層5を形成できる配合割合とすることが好ましい。
Here, the liquid silicone component includes a silicone A liquid component serving as a main ingredient and a silicone B liquid component containing a curing agent, and the silicone A liquid component and silicone B liquid component are blended in a predetermined ratio. Although the blending ratio of the silicone A liquid component and the silicone B liquid component can be adjusted as appropriate, it is possible to impart flexibility to the
また、熱伝導シート1における前記高分子マトリックス成分の含有量は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、シートの成形加工性や、シートの密着性等を確保する観点からは、15体積%~50体積%程度であることが好ましく、20体積%~45体積%であることがより好ましい。
Further, the content of the polymer matrix component in the thermally
[繊維状熱伝導性充填剤]
熱伝導シート1に含まれる繊維状の熱伝導性充填剤は、シートの熱伝導性を向上させるための成分である。熱伝導性充填剤の種類については、熱伝導性の高い繊維状の材料であれば特に限定はされないが、より高い熱伝導性を得られる点からは、炭素繊維を用いることが好ましい。
[Fibrous thermally conductive filler]
The fibrous thermally conductive filler contained in the thermally
なお、熱伝導性充填剤については、一種単独でもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。また、二種以上の熱伝導性充填剤を用いる場合には、いずれも繊維状の熱伝導性充填剤であってもよいし、繊維状の熱伝導性充填剤と別の形状の熱伝導性充填剤とを混合して用いてもよい。別の形状の熱伝導性充填剤としては、銀、銅、アルミニウム等の金属、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、グラファイト等のセラミックス等が挙げられる。 Note that the thermally conductive filler may be used alone or in combination of two or more. In addition, when using two or more types of thermally conductive fillers, both may be fibrous thermally conductive fillers, or a fibrous thermally conductive filler and a thermally conductive filler of a different shape may be used. It may be used in combination with a filler. Other forms of thermally conductive fillers include metals such as silver, copper, and aluminum, and ceramics such as alumina, aluminum nitride, silicon carbide, and graphite.
前記炭素繊維の種類について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ピッチ系、PAN系、PBO繊維を黒鉛化したもの、アーク放電法、レーザー蒸発法、CVD法(化学気相成長法)、CCVD法(触媒化学気相成長法)等で合成されたものを用いることができる。これらの中でも、高い熱伝導性が得られる点から、PBO繊維を黒鉛化した炭素繊維、ピッチ系炭素繊維がより好ましい。 There is no particular restriction on the type of carbon fiber, and it can be appropriately selected depending on the purpose. For example, pitch-based, PAN-based, graphitized PBO fibers, materials synthesized by arc discharge method, laser evaporation method, CVD method (chemical vapor deposition method), CCVD method (catalytic chemical vapor deposition method), etc. can be used. Among these, carbon fibers obtained by graphitizing PBO fibers and pitch-based carbon fibers are more preferable from the viewpoint of obtaining high thermal conductivity.
また、前記炭素繊維は、必要に応じて、その一部又は全部を表面処理して用いることができる。前記表面処理としては、例えば、酸化処理、窒化処理、ニトロ化、スルホン化、あるいはこれらの処理によって表面に導入された官能基若しくは炭素繊維の表面に、金属、金属化合物、有機化合物等を付着あるいは結合させる処理等が挙げられる。前記官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基等が挙げられる。 Further, the carbon fibers may be used after being partially or completely surface-treated, if necessary. The surface treatment includes, for example, oxidation treatment, nitridation treatment, nitration, sulfonation, or the attachment or attachment of metals, metal compounds, organic compounds, etc. to the surface of the carbon fiber or functional groups introduced to the surface by these treatments. Examples include processing for combining. Examples of the functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, a nitro group, and an amino group.
さらに、前記炭素繊維の平均繊維長(平均長軸長さ)についても、特に制限はなく適宜選択することができるが、確実に高い熱伝導性を得る点から、50μm~300μmの範囲であることが好ましく、75μm~275μmの範囲であることがより好ましく、90μm~250μmの範囲であることが特に好ましい。 Furthermore, the average fiber length (average major axis length) of the carbon fibers is not particularly limited and can be selected as appropriate, but in order to ensure high thermal conductivity, it should be in the range of 50 μm to 300 μm. is preferably in the range of 75 μm to 275 μm, more preferably in the range of 90 μm to 250 μm.
さらにまた、前記炭素繊維の平均繊維径(平均短軸長さ)についても、特に制限はなく適宜選択することができるが、確実に高い熱伝導性を得る点から、4μm~20μmの範囲であることが好ましく、5μm~14μmの範囲であることがより好ましい。 Furthermore, the average fiber diameter (average minor axis length) of the carbon fibers is not particularly limited and can be selected as appropriate, but in order to ensure high thermal conductivity, it is in the range of 4 μm to 20 μm. It is preferably in the range of 5 μm to 14 μm.
前記炭素繊維のアスペクト比(平均長軸長さ/平均短軸長さ)については、確実に高い熱伝導性を得る点から、8以上であることが好ましく、9~30であることがより好ましい。前記アスペクト比が8未満であると、炭素繊維の繊維長(長軸長さ)が短いため、熱伝導率が低下してしまうおそれがあり、一方、30を超えると、熱伝導シート1中での分散性が低下するため、十分な熱伝導率を得られないおそれがある。 The aspect ratio (average major axis length/average minor axis length) of the carbon fibers is preferably 8 or more, more preferably 9 to 30, in order to ensure high thermal conductivity. . If the aspect ratio is less than 8, the fiber length (major axis length) of the carbon fibers is short, so the thermal conductivity may decrease. On the other hand, if the aspect ratio exceeds 30, Since the dispersibility of is reduced, there is a risk that sufficient thermal conductivity may not be obtained.
ここで、前記炭素繊維の平均長軸長さ、及び平均短軸長さは、例えばマイクロスコープ、走査型電子顕微鏡(SEM)等によって測定し、複数のサンプルから平均を算出することができる。 Here, the average major axis length and average minor axis length of the carbon fibers can be measured using, for example, a microscope, a scanning electron microscope (SEM), etc., and the average can be calculated from a plurality of samples.
また、熱伝導シート1における前記繊維状の熱伝導性充填剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、4体積%~40体積%であることが好ましく、5体積%~35体積%であることがより好ましい。前記含有量が、4体積%未満であると、十分に低い熱抵抗を得ることが困難になるおそれがあり、40体積%を超えると、熱伝導シート1の成型性及び前記繊維状の熱伝導性充填剤の配向性に影響を与えてしまうおそれがある。また、熱伝導シート1における繊維状の熱伝導性充填剤を含む熱伝導性充填剤の含有量は、15体積%~75体積%であることが好ましい。
Further, the content of the fibrous thermally conductive filler in the thermally
なお、繊維状の熱伝導性充填剤は、シート本体2の両面2a,2bに露出し、電子部品等の熱源やヒートシンク等の放熱部材と熱的に接触する。熱伝導シート1は、シート本体2の両面2a,2bに露出する繊維状熱伝導性充填剤が高分子マトリックス成分の未硬化成分で被覆される場合、電子部品等に搭載した際に繊維状熱伝導性充填剤と電子部品等との接触熱抵抗を下げることができる。
The fibrous thermally conductive filler is exposed on both
[無機物フィラー]
熱伝導シート1は、熱伝導性充填剤として、無機物フィラーをさらに含有させてもよい。無機物フィラーを含有させることにより、熱伝導シート1の熱伝導性をより高め、シートの強度を向上できる。前記無機物フィラーとしては、形状、材質、平均粒径等については特に制限がされず、目的に応じて適宜選択することができる。前記形状としては、例えば、球状、楕円球状、塊状、粒状、扁平状、針状等が挙げられる。これらの中でも、球状、楕円形状が充填性の点から好ましく、球状が特に好ましい。
[Inorganic filler]
The thermally
前記無機物フィラーの材料としては、例えば、窒化アルミニウム(窒化アルミ:AlN)、シリカ、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化亜鉛、炭化ケイ素、ケイ素(シリコン)、酸化珪素、金属粒子等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカが好ましく、熱伝導率の点から、アルミナ、窒化アルミニウムが特に好ましい。 Examples of the material of the inorganic filler include aluminum nitride (AlN), silica, alumina (aluminum oxide), boron nitride, titania, glass, zinc oxide, silicon carbide, silicon, silicon oxide, and metal particles. etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, alumina, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, and silica are preferred, and alumina and aluminum nitride are particularly preferred from the viewpoint of thermal conductivity.
また、前記無機物フィラーは、表面処理が施されたものを用いることができる。前記表面処理としてカップリング剤で前記無機物フィラーを処理すると、前記無機物フィラーの分散性が向上し、熱伝導シート1の柔軟性が向上する。
Furthermore, the inorganic filler may be surface-treated. When the inorganic filler is treated with a coupling agent as the surface treatment, the dispersibility of the inorganic filler is improved and the flexibility of the thermally
前記無機物フィラーの平均粒径については、無機物の種類等に応じて適宜選択することができる。前記無機物フィラーがアルミナの場合、その平均粒径は、1μm~10μmであることが好ましく、1μm~5μmであることがより好ましく、4μm~5μmであることが特に好ましい。前記平均粒径が1μm未満であると、粘度が大きくなり、混合しにくくなるおそれがある。一方、前記平均粒径が10μmを超えると、熱伝導シート1の熱抵抗が大きくなるおそれがある。
The average particle size of the inorganic filler can be appropriately selected depending on the type of inorganic material, etc. When the inorganic filler is alumina, its average particle size is preferably 1 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 5 μm, and particularly preferably 4 μm to 5 μm. If the average particle size is less than 1 μm, the viscosity may increase and mixing may become difficult. On the other hand, if the average particle size exceeds 10 μm, the thermal resistance of the thermally
さらに、前記無機物フィラーが窒化アルミニウムの場合、その平均粒径は、0.3μm~6.0μmであることが好ましく、0.3μm~2.0μmであることがより好ましく、0.5μm~1.5μmであることが特に好ましい。前記平均粒径が、0.3μm未満であると、粘度が大きくなり、混合しにくくなるおそれがあり、6.0μmを超えると、熱伝導シート1の熱抵抗が大きくなるおそれがある。
Further, when the inorganic filler is aluminum nitride, the average particle size thereof is preferably 0.3 μm to 6.0 μm, more preferably 0.3 μm to 2.0 μm, and 0.5 μm to 1.0 μm. Particularly preferred is 5 μm. If the average particle size is less than 0.3 μm, the viscosity may increase and mixing may become difficult, and if it exceeds 6.0 μm, the thermal resistance of the thermally
なお、前記無機物フィラーの平均粒径は、例えば、粒度分布計、走査型電子顕微鏡(SEM)により測定することができる。 Note that the average particle size of the inorganic filler can be measured using, for example, a particle size distribution analyzer or a scanning electron microscope (SEM).
[その他の成分]
熱伝導シート1は、上述した、高分子マトリックス成分及び繊維状熱伝導性充填剤、適宜含有される無機物フィラーに加えて、目的に応じてその他の成分を適宜含むこともできる。その他の成分としては、例えば、磁性粉、チキソトロピー性付与剤、分散剤、硬化促進剤、遅延剤、微粘着付与剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤等が挙げられる。
[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned polymer matrix component, fibrous thermally conductive filler, and appropriately contained inorganic filler, the thermally
[磁性粉]
熱伝導シート1は、磁性粉を含有することにより、後述するように、シート本体2の他方の面2b側から磁界を印加したときに、より確実にシート本体2が第2の剥離フィルム4側に引き寄せられ、第1の剥離フィルム3のみをシート本体2から剥離することができる。また、熱伝導シート1は、磁性粉の含有量を調整することにより、熱伝導シート1に電磁波吸収性能を付与してもよい。
[Magnetic powder]
By containing magnetic powder, the heat
前記磁性粉の種類については、磁性性を有すること以外は、特に限定されず、公知の磁性粉を適宜選択することができる。例えば、アモルファス金属粉や、結晶質の金属粉末を用いることができる。アモルファス金属粉としては、例えば、Fe-Si-B-Cr系、Fe-Si-B系、Co-Si-B系、Co-Zr系、Co-Nb系、Co-Ta系のもの等が挙げられ、結晶質の金属粉としては、例えば、純鉄、Fe系、Co系、Ni系、Fe-Ni系、Fe-Co系、Fe-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Si-Al系のもの等が挙げられる。さらに、前記結晶質の金属粉としては、結晶質の金属粉に、N(窒素)、C(炭素)、O(酸素)、B(ホウ素)等を微量加えて微細化させた微結晶質金属粉を用いてもよい。 The type of magnetic powder is not particularly limited, except that it has magnetic properties, and any known magnetic powder can be appropriately selected. For example, amorphous metal powder or crystalline metal powder can be used. Examples of the amorphous metal powder include those based on Fe-Si-B-Cr, Fe-Si-B, Co-Si-B, Co-Zr, Co-Nb, and Co-Ta. Examples of crystalline metal powder include pure iron, Fe-based, Co-based, Ni-based, Fe-Ni-based, Fe-Co-based, Fe-Al-based, Fe-Si-based, Fe-Si-Al-based , Fe--Ni--Si--Al systems, and the like. Furthermore, the crystalline metal powder is a microcrystalline metal that is made fine by adding trace amounts of N (nitrogen), C (carbon), O (oxygen), B (boron), etc. to the crystalline metal powder. Powder may also be used.
なお、前記磁性金属粉については、材料が異なるものや、平均粒径が異なるものを二種以上混合したものを用いてもよい。 Note that the magnetic metal powder may be made of different materials or a mixture of two or more types of powder with different average particle sizes.
また、前記磁性金属粉については、球状、扁平状等の形状を調整することが好ましい。例えば、充填性を高くする場合には、粒径が数μm~数十μmであって、球状である磁性金属粉を用いることが好ましい。このような磁性金属粉末は、例えばアトマイズ法や、金属カルボニルを熱分解する方法により製造することができる。アトマイズ法とは、球状の粉末が作りやすい利点を有し、溶融金属をノズルから流出させ、流出させた溶融金属に空気、水、不活性ガス等のジェット流を吹き付けて液滴として凝固させて粉末を作る方法である。アトマイズ法によりアモルファス磁性金属粉末を製造する際には、溶融金属が結晶化しないようにするために、冷却速度を1×106(K/s)程度にすることが好ましい。 Moreover, it is preferable to adjust the shape of the magnetic metal powder, such as spherical shape or flat shape. For example, in order to increase the filling property, it is preferable to use spherical magnetic metal powder with a particle size of several μm to several tens of μm. Such magnetic metal powder can be produced, for example, by an atomization method or a method of thermally decomposing metal carbonyl. The atomization method has the advantage of making spherical powder easily. Molten metal is flowed out of a nozzle, and a jet stream of air, water, inert gas, etc. is sprayed onto the flowed molten metal to solidify it into droplets. This is a method of making powder. When producing amorphous magnetic metal powder by the atomization method, it is preferable to set the cooling rate to about 1×10 6 (K/s) in order to prevent the molten metal from crystallizing.
上述したアトマイズ法により、アモルファス合金粉を製造した場合には、アモルファス合金粉の表面を滑らかな状態とすることができる。このように表面凹凸が少なく、比表面積が小さいアモルファス合金粉を磁性金属粉として用いると、高分子マトリックス成分に対して充填性を高めることができる。さらに、カップリング処理を行うことで充填性をより向上できる。 When amorphous alloy powder is produced by the atomization method described above, the surface of the amorphous alloy powder can be made smooth. When such an amorphous alloy powder with less surface unevenness and a small specific surface area is used as the magnetic metal powder, it is possible to improve the filling property with respect to the polymer matrix component. Furthermore, by performing a coupling treatment, filling properties can be further improved.
[熱伝導シートの製造方法]
次いで、熱伝導シート1の製造工程について説明する。本技術が適用された熱伝導シート1の製造工程は、高分子マトリックス成分に繊維状の熱伝導性充填剤等が含有された熱伝導性樹脂組成物を所定の形状に成型して硬化させ、熱伝導性成形体を形成する工程(工程A)と、前記熱伝導性成形体をシート状にスライスし、成形体シートを形成する工程(工程B)と、成形体シートを第1、第2の剥離フィルムで挟持しプレスすることにより、成形体シート表面を平滑化するとともに樹脂被覆層5を形成する工程(工程C)とを有する。
[Method for manufacturing thermally conductive sheet]
Next, the manufacturing process of the thermally
[工程A]
この工程Aでは、上述した高分子マトリックス成分及び繊維状熱伝導性充填剤、適宜含有される無機物フィラー、磁性粉その他の成分を配合し、熱伝導性樹脂組成物を調製する。なお、各成分を配合、調製する手順については特に限定はされず、例えば、高分子マトリックス成分に、繊維状熱伝導性充填剤、適宜、無機物フィラー、磁性粉、その他成分を添加し、混合することにより、熱伝導性樹脂組成物の調製が行われる。
[Process A]
In this step A, the above-mentioned polymer matrix component, fibrous thermally conductive filler, appropriately contained inorganic filler, magnetic powder, and other components are blended to prepare a thermally conductive resin composition. Note that there are no particular limitations on the procedure for blending and preparing each component; for example, a fibrous thermally conductive filler, appropriate inorganic filler, magnetic powder, and other components are added to the polymer matrix component and mixed. In this way, a thermally conductive resin composition is prepared.
次いで、炭素繊維等の繊維状の熱伝導性充填剤を一方向に配向させる。この充填剤の配向方法は、一方向に配向させることができる手段であれば特に限定はされない。例えば、中空状の型内に前記熱伝導性樹脂組成物を高剪断力下で押し出すこと又は圧入することによって、比較的容易に繊維状の熱伝導性充填剤を一方向に配向させることができ、前記繊維状の熱伝導性充填剤の配向は同一(±10°以内)となる。 Next, a fibrous thermally conductive filler such as carbon fiber is oriented in one direction. The method for orienting the filler is not particularly limited as long as it can be oriented in one direction. For example, by extruding or press-fitting the thermally conductive resin composition into a hollow mold under high shear force, the fibrous thermally conductive filler can be oriented in one direction relatively easily. , the orientation of the fibrous thermally conductive filler is the same (within ±10°).
上述した、中空状の型内に前記熱伝導性樹脂組成物を高剪断力下で押し出すこと又は圧入する方法として、具体的には、押出し成型法又は金型成型法が挙げられる。前記押出し成型法において、前記熱伝導性樹脂組成物をダイより押し出す際、あるいは前記金型成型法において、前記熱伝導性樹脂組成物を金型へ圧入する際、前記熱伝導性樹脂組成物が流動し、その流動方向に沿って繊維状熱伝導性充填剤が配向する。この際、ダイの先端にスリットを取り付けると繊維状熱伝導性充填剤がより配向されやすくなる。 Specific examples of the above-described method of extruding or press-fitting the thermally conductive resin composition into a hollow mold under high shear force include an extrusion molding method and a mold molding method. In the extrusion molding method, when extruding the thermally conductive resin composition from a die, or in the mold molding method, when press-fitting the thermally conductive resin composition into a mold, the thermally conductive resin composition is It flows, and the fibrous thermally conductive filler is oriented along the flow direction. At this time, if a slit is attached to the tip of the die, the fibrous thermally conductive filler can be more easily oriented.
中空状の型内に押出し又は圧入された前記熱伝導性樹脂組成物は、当該型の形状、大きさに応じたブロック形状に成型され、繊維状の熱伝導性充填剤の配向状態を維持したまま前記高分子マトリックス成分を硬化させることによって、熱伝導性成形体が形成される。熱伝導性成形体とは、所定のサイズに切断して得られる熱伝導シート1の元となるシート切り出し用の母材(成形体)のことをいう。
The thermally conductive resin composition extruded or press-fitted into the hollow mold was molded into a block shape according to the shape and size of the mold, and the oriented state of the fibrous thermally conductive filler was maintained. By directly curing the polymer matrix component, a thermally conductive molded article is formed. The thermally conductive molded body refers to a base material (molded body) for sheet cutting, which is the source of the thermally
中空状の型及び熱伝導性成形体の大きさ及び形状は、求められる熱伝導シート1の大きさ、形状に応じて決めることができ、例えば、断面の縦の大きさが0.5cm~15cmで横の大きさが0.5cm~15cmの直方体が挙げられる。直方体の長さは必要に応じて決定すればよい。
The size and shape of the hollow mold and the thermally conductive molded body can be determined depending on the required size and shape of the thermally
前記高分子マトリックス成分を硬化させる方法や条件については、高分子マトリックス成分の種類に応じて変えることができる。例えば、前記高分子マトリックス成分が熱硬化樹脂の場合、熱硬化における硬化温度を調整することができる。さらに、該熱硬化性樹脂が、液状シリコーンゲルの主剤と、硬化剤とを含有するものである場合、80℃~120℃の硬化温度で硬化を行うことが好ましい。また、熱硬化における硬化時間としては、特に制限はないが、1時間~10時間とすることができる。 The method and conditions for curing the polymer matrix component can be changed depending on the type of polymer matrix component. For example, when the polymer matrix component is a thermosetting resin, the curing temperature during thermosetting can be adjusted. Further, when the thermosetting resin contains a liquid silicone gel main ingredient and a curing agent, it is preferable to perform curing at a curing temperature of 80°C to 120°C. Further, the curing time in thermosetting is not particularly limited, but can be set to 1 hour to 10 hours.
[工程B]
図2に示すように、熱伝導性成形体6をシート状にスライスし、成形体シート7を形成する工程Bでは、配向した繊維状の熱伝導性充填剤の長軸方向に対して、0°~90°の角度となるように、熱伝導性成形体6をシート状に切断する。これにより、繊維状熱伝導性充填剤は、シート本体2の厚み方向に配向される。
[Process B]
As shown in FIG. 2, in step B of slicing the thermally conductive molded
また、熱伝導性成形体6の切断については、スライス装置を用いて行われる。スライス装置については、前記熱伝導性成形体6を切断できる手段であれば特に限定はされず、公知のスライス装置を適宜用いることができる。例えば、超音波カッター、かんな(鉋)等を用いることができる。
Further, cutting of the thermally conductive molded
熱伝導性成形体6のスライス厚みは、熱伝導シート1のシート本体2の厚みとなり、熱伝導シート1の用途に応じて適宜設定することができ、例えば0.5~3.0mmである。
The slice thickness of the thermally conductive molded
なお、工程Bでは、熱伝導性成形体6から切り出された成形体シート7に切れ込みを入れることにより、複数の成形体シート7に小片化してもよい。
In addition, in step B, the molded
[工程C]
工程Cでは、成形体シート7の一方の面に第1の剥離フィルム3を貼付し、成形体シート7の他方の面に第2の剥離フィルム4を貼付してプレスすることにより、シート表面を平滑化するとともに高分子マトリックス成分の未硬化成分をブリードさせることによってシート表面と第1、第2の剥離フィルム3,4との間に樹脂被覆層5を形成する。これにより、熱伝導シート1は、シート表面の凹凸を低減させるとともに、露出する繊維状の熱伝導性充填剤を被覆させ、熱源や放熱部材との密着性を向上し、軽荷重時の界面接触抵抗を軽減させ、熱伝導効率を向上させることができる。
[Process C]
In step C, the
前記プレスについては、例えば、平盤と表面が平坦なプレスヘッドとからなる一対のプレス装置を使用して行うことができる。また、ピンチロールを使用してプレスを行ってもよい。 The pressing can be carried out using, for example, a pair of press devices consisting of a flat plate and a press head with a flat surface. Alternatively, pressing may be performed using pinch rolls.
前記プレスの際の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、低すぎるとプレスをしない場合と熱抵抗が変わらない傾向があり、高すぎるとシートが延伸する傾向があるため、0.1MPa~100MPaの圧力範囲とすることが好ましく、0.5MPa~95MPaの圧力範囲とすることがより好ましい。 The pressure during the pressing is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but if it is too low, the heat resistance tends to be the same as when no pressing is performed, and if it is too high, the sheet will stretch. Therefore, the pressure range is preferably 0.1 MPa to 100 MPa, and more preferably 0.5 MPa to 95 MPa.
成形体シート7の両面に貼付される第1、第2の剥離フィルム3,4としては、例えばPETフィルムやポリエチレンフィルム等のプラスチックフィルムを用いることができる。この場合、第1、第2の剥離フィルム3,4は、成形体シート7の表面への貼付面にワックス処理やフッ素処理等の剥離処理を施してもよい。また、第1、第2の剥離フィルム3,4は、エンボス加工が施されていてもよい。
As the first and
また、第1、第2の剥離フィルム3,4は、厚さ及び/又は材質を異ならせることにより、シート本体2からの剥離強度(N)が異なるように形成される。例えば、30mm×30mmの熱伝導シート1において、第1の剥離フィルム3としてワックス処理が施された厚さ25μmのPETフィルムを使用し、第2の剥離フィルム4としてエンボス処理された厚さ80μmのポリエチレンフィルムを使用した場合、引張・圧縮試験機において、ロードセル:50(N)、速度:300mm/minの条件で180度剥離試験を行うと、シート本体2からの剥離強度(N)は、第1の剥離フィルム3が0.03(N)(屈曲半径3mm)、第2の剥離フィルム4が0.05(N)(屈曲半径0.5mm以下)となる。
Furthermore, the first and
[熱伝導シートの実装工程]
実使用時においては、熱伝導シート1は、例えば、半導体装置等の電子部品や、ヒートシンク等の各種放熱部材に実装される。このとき、熱伝導シート1は、シート本体2からの剥離強度が小さい方の剥離フィルム、例えば上述した例で言えば、第1の剥離フィルム3から剥離する。これにより、第1の剥離フィルム3に付着してシート本体2の全部が第2の剥離フィルム4から剥離することがなく、第2の剥離フィルム4に支持された状態でシート本体2の一方の面2aを露出させることができる。熱伝導シート1は、樹脂被覆層5が露出したシート本体2の一方の面2aを半導体装置等の電子部品又はヒートシンク等の放熱部材に貼り付け、その後、第2の剥離フィルム4をシート本体2の他方の面2bから剥離する。
[Thermal conductive sheet mounting process]
During actual use, the thermally
ここで、本技術が適用された熱伝導シート1の実装工程は、上述した例とは逆に、第1の剥離フィルム3の剥離強度(N)が第2の剥離フィルム4の剥離強度(N)以上である場合において、シート本体2の他方の面側2bから磁力を印加し、第1の剥離フィルム3から剥離してもよい。第2の剥離フィルム3が貼付されているシート本体2の他方の面2b側から磁力を印加することにより、シート本体2が第2の剥離フィルム4側に引き寄せられる。したがって、熱伝導シート1は、剥離強度が第2の剥離フィルム4以上である第1の剥離フィルム3を剥離する場合にも、第1の剥離フィルム3に付着してシート本体2の全部が第2の剥離フィルム4から剥離することがなく、第2の剥離フィルム4に支持された状態でシート本体2の一方の面2aを露出させることができる。
Here, in the mounting process of the thermally
シート本体2の他方の面2b側から磁力を印加する方法としては、例えば図3に示すように第2の剥離フィルム4にマグネット8を密着する方法や、熱伝導シート1を磁界が発生するコイルが内蔵された支持台に第2の剥離フィルム4側を向けて載置する等の方法が挙げられる。
As a method of applying magnetic force from the
このとき、熱伝導シート1は、シート本体2に磁性粉が含有されていることが好ましい。シート本体2に磁性粉が含有されることにより、シート本体2の他方の面2b側から磁界を印加したときに、より確実にシート本体2が第2の剥離フィルム4側に磁気吸着され、第1の剥離フィルム3のみをシート本体2から剥離することができる。
At this time, it is preferable that the
熱伝導シート1は、樹脂被覆層5が露出したシート本体2の一方の面2aを半導体装置等の電子部品又はヒートシンク等の放熱部材に貼り付け、その後、第2の剥離フィルム4をシート本体2の他方の面2bから剥離する。
The thermally
熱伝導シート1は、例えば、図4に示すように、各種電子機器に内蔵される半導体装置50に実装され、熱源と放熱部材との間に挟持される。図4に示す半導体装置50は、電子部品51と、ヒートスプレッダ52と、熱伝導シート1とを少なくとも有し、熱伝導シート1がヒートスプレッダ52と電子部品51との間に挟持される。熱伝導シート1を用いることによって、半導体装置50は、高い放熱性を有し、またシート本体2中の磁性粉の含有量に応じて電磁波抑制効果にも優れる。
For example, as shown in FIG. 4, the thermally
電子部品51としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CPU、MPU、グラフィック演算素子、イメージセンサ等の各種半導体素子、アンテナ素子、バッテリーなどが挙げられる。ヒートスプレッダ52は、電子部品51の発する熱を放熱する部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。熱伝導シート1は、ヒートスプレッダ52と電子部品51との間に挟持される。また熱伝導シート1は、ヒートスプレッダ52とヒートシンク53との間に挟持されることにより、ヒートスプレッダ52とともに、電子部品51の熱を放熱する放熱部材を構成する。
The
熱伝導シート1の実装場所は、ヒートスプレッダ52と電子部品51との間や、ヒートスプレッダ52とヒートシンク53との間に限らず、電子機器や半導体装置の構成に応じて、適宜選択できることは勿論である。また、放熱部材としては、ヒートスプレッダ52やヒートシンク53以外にも、熱源から発生する熱を伝導して外部に放散させるものであればよく、例えば、放熱器、冷却器、ダイパッド、プリント基板、冷却ファン、ペルチェ素子、ヒートパイプ、金属カバー、筐体等が挙げられる。
Of course, the mounting location of the thermally
[第1の実施例] [First example]
次いで、本技術の第1の実施例について説明する。第1の実施例では、2液性の付加反応型液状シリコーンに、磁性粉47vol%、繊維状フィラーとして平均繊維長200μmのピッチ系炭素繊維18.5vol%を混合し、シリコーン組成物を調製した。2液性の付加反応型液状シリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分とするものを使用し、主剤となるシリコーンA剤と硬化剤が含まれるB剤との配合比が、18.7vol%:15.3vol%となるように配合する。得られたシリコーン組成物を、中空四角柱状の金型(50mm×50mm)の内壁に沿うように剥離処理されたフィルムを貼った中に押出成形し、50mm□のシリコーン成型体を成型した後にオーブンにて100℃で6時間加熱してシリコーン硬化物とした。中空四角柱状の金型からシリコーン硬化物(熱伝導性成形体)を取り出した後に剥離処理されたフィルムを剥がして厚みが0.5mmとなるようにスライサーでシート状に切断した。スライスして得られた成形体シートを15枚並べて厚さ50μmの第1、第2の剥離フィルムに挟んで圧力0.5MPa、温度87℃、時間3分の条件でプレスし、樹脂被覆層が形成された熱伝導シートを得た。得られた熱伝導シートは、シート本体のショア硬度(shoreOO)が45であった。シート本体の両面の剥離フィルムを剥離したところ、オイルブリードによるタックを有することを確認した。 Next, a first example of the present technology will be described. In the first example, a silicone composition was prepared by mixing 47 vol% of magnetic powder and 18.5 vol% of pitch-based carbon fibers with an average fiber length of 200 μm as a fibrous filler into a two-component addition reaction liquid silicone. . The two-component addition reaction type liquid silicone resin uses organopolysiloxane as its main component, and the blending ratio of silicone agent A, which is the main component, and agent B, which includes a curing agent, is 18.7 vol%: Blend so that it becomes 15.3 vol%. The obtained silicone composition was extruded into a hollow rectangular prismatic mold (50 mm x 50 mm) with a release-treated film pasted along the inner wall, and a 50 mm square silicone molded body was molded, followed by an oven. The mixture was heated at 100° C. for 6 hours to obtain a cured silicone product. After taking out the silicone cured product (thermally conductive molded product) from the hollow rectangular prismatic mold, the release-treated film was peeled off and cut into sheets with a slicer to a thickness of 0.5 mm. Fifteen sheets of the molded product obtained by slicing were lined up, sandwiched between first and second release films with a thickness of 50 μm, and pressed at a pressure of 0.5 MPa, a temperature of 87° C., and a time of 3 minutes to form a resin coating layer. A formed thermally conductive sheet was obtained. The obtained thermally conductive sheet had a sheet body having a shore hardness (shoreOO) of 45. When the release films on both sides of the sheet body were peeled off, it was confirmed that the sheet had tack due to oil bleed.
第1の実施例では、得られた熱伝導シートのシート本体から第1の剥離フィルムを剥離し、作業性を確認、評価した。なお、その後、アルミ板にシート本体を密着させたのち、第2の剥離フィルムを剥がした際の作業性も確認した。評価は、シート本体から剥離フィルムのみが剥がれた場合を良好(〇)、剥離した剥離フィルムにシート本体の一部が付着した場合を普通(△)、剥離した剥離フィルムにシート本体の全部が付着した場合を不良(×)とした。 In the first example, the first release film was peeled off from the sheet body of the obtained thermally conductive sheet, and the workability was confirmed and evaluated. In addition, after that, the workability was also confirmed when the second release film was peeled off after the sheet body was brought into close contact with the aluminum plate. The evaluation is good (〇) if only the release film is peeled off from the sheet body, fair (△) if a part of the sheet body is attached to the peeled release film, and fair (△) if the entire sheet body is attached to the peeled release film. The case where the test result was determined to be defective (×) was determined.
表1に示す剥離フィルムを貼付した熱伝導シートに対して、引張・圧縮試験機((株)島津製作所製精密万能試験機AGS-50NX)において、ロードセル:50(N)、速度:300mm/minの条件で剥離フィルムの180度剥離試験を行い、剥離強度(N)及び屈曲半径(R)を測定した。 Thermal conductive sheets with release films shown in Table 1 were tested using a tensile/compression tester (Precision Universal Tester AGS-50NX manufactured by Shimadzu Corporation) at a load cell of 50 (N) and a speed of 300 mm/min. A 180 degree peel test of the release film was conducted under the following conditions, and the peel strength (N) and bending radius (R) were measured.
[実施例1]
実施例1では、第1の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ25μmのPETフィルム(剥離強度:0.03N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてエンボス処理された厚さ80μmポリエチレンフィルム(剥離強度:0.05N)を使用した。
[Example 1]
In Example 1, a 25 μm thick PET film (peel strength: 0.03 N) that was peeled with wax was used as the first release film, and an 80 μm thick polyethylene film that was embossed as the second release film. (Peel strength: 0.05N) was used.
[実施例2]
実施例2では、第1の剥離フィルムとしてエンボス処理された厚さ300μmポリエチレンフィルム(剥離強度:0.015N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ25μmのPETフィルム(剥離強度:0.03N)を使用した。
[Example 2]
In Example 2, a 300 μm thick embossed polyethylene film (peel strength: 0.015 N) was used as the first release film, and a 25 μm thick PET film released with wax was used as the second release film. (Peel strength: 0.03N) was used.
[実施例3]
実施例3では、第1の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ25μmのPETフィルム(剥離強度:0.03N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ50μmのPETフィルム(剥離強度:0.06N)を使用した。
[Example 3]
In Example 3, a 25 μm thick PET film (peel strength: 0.03 N) that was peeled with wax was used as the first release film, and a 50 μm thick PET film that was peeled with wax was used as the second release film. A PET film (peel strength: 0.06N) was used.
[実施例4]
実施例4では、第1の剥離フィルムとしてエンボス処理された厚さ300μmのポリエチレンフィルム(剥離強度:0.015N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ50μmのPETフィルム(剥離強度:0.06N)を使用した。
[Example 4]
In Example 4, a 300 μm thick embossed polyethylene film (peel strength: 0.015 N) was used as the first release film, and a 50 μm thick PET film released with wax was used as the second release film. A film (peel strength: 0.06N) was used.
[比較例1]
比較例1では、第1の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ50μmのPETフィルム(剥離強度:0.06N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ50μmのPETフィルム(剥離強度:0.06N)を使用した。
[Comparative example 1]
In Comparative Example 1, a 50 μm thick PET film (peel strength: 0.06 N) that was peeled off with wax was used as the first release film, and a 50 μm thick PET film that was peeled off with wax was used as the second release film. A PET film (peel strength: 0.06N) was used.
[比較例2]
比較例2では、第1の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ50μmのPETフィルム(剥離強度:0.06N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ25μmのPETフィルム(剥離強度:0.03N)を使用した。
[Comparative example 2]
In Comparative Example 2, a 50 μm thick PET film (peel strength: 0.06 N) that was peeled off with wax was used as the first release film, and a 25 μm thick PET film that was peeled off with wax was used as the second release film. A PET film (peel strength: 0.03N) was used.
表2に示すように、実施例1~実施例4では、第1の剥離フィルムのシート本体からの剥離強度が、第2の剥離フィルムのシート本体からの剥離強度よりも小さいため、第1の剥離フィルムにシート本体が付着してシート本体が第2の剥離フィルムから剥離することがなかった。すなわち、第1の剥離フィルムのみを剥離することができ、良好な作業性を実現できた。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 4, the peel strength of the first release film from the sheet body is smaller than the peel strength of the second release film from the sheet body. The sheet main body did not adhere to the release film and the sheet main body did not peel off from the second release film. That is, only the first release film could be removed, and good workability could be achieved.
なお、アルミ板に貼付したシート本体から第2の剥離フィルムを剥離する際にシート本体がアルミ板から剥離した実施例もあったが、これらも第1の剥離フィルムの剥離性に問題は無く、また、第2の剥離フィルムの剥離性はアルミ板に対するシート本体のタックと第2の剥離フィルムの剥離強度との関係によるものであり、熱伝導シートのアルミ板への貼付作業における作業性は良好であった。 In addition, there were some examples in which the sheet body was peeled from the aluminum plate when the second release film was peeled from the sheet body attached to the aluminum plate, but there was no problem with the peelability of the first release film in these cases. In addition, the releasability of the second release film is determined by the relationship between the tack of the sheet body to the aluminum plate and the peel strength of the second release film, and the workability of attaching the thermally conductive sheet to the aluminum plate is good. Met.
一方、比較例1は、シート本体からの剥離強度が第1の剥離フィルムと第2の剥離フィルムとで同じであるため、剥離した第1の剥離フィルムにシート本体の一部が付着した。また、比較例2は、第1の剥離フィルムのシート本体からの剥離強度が、第2の剥離フィルムのシート本体からの剥離強度よりも大きいため、剥離した第1の剥離フィルムにシート本体の全部が付着した。 On the other hand, in Comparative Example 1, since the first release film and the second release film had the same peel strength from the sheet main body, a part of the sheet main body adhered to the peeled first release film. In addition, in Comparative Example 2, the peel strength of the first release film from the sheet body is greater than the peel strength of the second release film from the sheet body, so the peeled first release film is applied to all of the sheet body. was attached.
[第2の実施例]
次いで、本技術の第2の実施例について説明する。第2の実施例では、第1の実施例で用いた熱伝導シートにおいて、第2の剥離フィルムにマグネットを密着させることによりシート本体の他方の面側から磁力を印加しながら第1の剥離フィルムを剥離し、作業性を確認、評価した。なお、露出されたシート本体の一方の面をアルミ板に密着させたのち、第2の剥離フィルムを剥がした際の作業性も確認した。評価は、シート本体から剥離フィルムのみが剥がれた場合を良好(〇)、剥離した剥離フィルムにシート本体の一部が付着した場合を普通(△)、剥離した剥離フィルムにシート本体の全部が付着した場合を不良(×)とした。
[Second example]
Next, a second example of the present technology will be described. In the second example, in the thermally conductive sheet used in the first example, a magnet is brought into close contact with the second release film, and the first release film is applied while applying magnetic force from the other side of the sheet body. was peeled off, and workability was confirmed and evaluated. In addition, workability was also confirmed when one side of the exposed sheet body was brought into close contact with an aluminum plate and then the second release film was peeled off. The evaluation is good (〇) if only the release film is peeled off from the sheet body, fair (△) if a part of the sheet body is attached to the peeled release film, and fair (△) if the entire sheet body is attached to the peeled release film. The case where the test result was determined to be defective (×) was determined.
[実施例5]
実施例5では、第1の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ50μmのPETフィルム(剥離強度:0.06N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてエンボス処理された厚さ300μmポリエチレンフィルム(剥離強度:0.015N)を使用した。
[Example 5]
In Example 5, a 50 μm thick PET film (peel strength: 0.06 N) that was peeled with wax was used as the first release film, and a 300 μm thick polyethylene film that was embossed as the second release film. (Peel strength: 0.015N) was used.
[比較例3]
比較例3では、第1の剥離フィルムとしてワックスで剥離処理された厚さ50μmのPETフィルム(剥離強度:0.06N)を使用し、第2の剥離フィルムとしてエンボス処理された厚さ300μmポリエチレンフィルム(剥離強度:0.015N)を使用した。
[Comparative example 3]
In Comparative Example 3, a 50 μm thick PET film (peel strength: 0.06 N) that was peeled with wax was used as the first release film, and a 300 μm thick polyethylene film that was embossed as the second release film. (Peel strength: 0.015N) was used.
また、比較例3では、シート本体の他方の面側から磁力を印加することなく第1の剥離フィルムを剥離した。 In Comparative Example 3, the first release film was peeled off from the other side of the sheet body without applying magnetic force.
表3に示すように、実施例5では、第2の剥離フィルムにマグネットを密着させることによりシート本体の他方の面側から磁力を印加しながら第1の剥離フィルムを剥離したため、剥離強度は第2の剥離フィルムよりも第1の剥離フィルムが大きいにも拘わらず、第1の剥離フィルムのみを剥離することができた。 As shown in Table 3, in Example 5, the first release film was peeled off while applying magnetic force from the other side of the sheet body by attaching a magnet to the second release film, so the peel strength was Even though the first release film was larger than the second release film, only the first release film could be peeled off.
一方、比較例3は、シート本体の他方の面側から磁力を印加せずに第1の剥離フィルムを剥離したため、シート本体が第2の剥離フィルムから剥離し第1の剥離フィルムにシート本体の全部が付着した。 On the other hand, in Comparative Example 3, since the first release film was peeled off without applying magnetic force from the other side of the sheet body, the sheet body was peeled from the second release film and the sheet body was attached to the first release film. Everything stuck.
1 熱伝導シート、2 シート本体、3 第1の剥離フィルム、4 第2の剥離フィルム、5 樹脂被覆層、6 熱伝導性成形体、7 成形体シート、8 マグネット 1 thermally conductive sheet, 2 sheet main body, 3 first release film, 4 second release film, 5 resin coating layer, 6 thermally conductive molded product, 7 molded product sheet, 8 magnet
Claims (11)
前記シート本体の一方の面に貼付された第1の剥離フィルム、及び前記シート本体の前記一方の面と反対側の他方の面に貼付された第2の剥離フィルムを有し、
前記第1の剥離フィルムと前記第2の剥離フィルムは、前記シート本体からの剥離強度が異なることを特徴とする熱伝導シート。 A cured sheet body of a thermally conductive resin composition containing a polymer matrix component made of silicone gel and a fibrous thermally conductive filler, the sheet body having a resin coating layer on the surface and having tack;
a first release film affixed to one surface of the sheet body; and a second release film affixed to the other surface of the sheet body opposite to the one surface;
A thermally conductive sheet, wherein the first release film and the second release film have different peel strength from the sheet main body.
前記シート本体の前記他方の面側から磁力を印加し、前記第1の剥離フィルムを剥離する工程と、
前記シート本体の前記一方の面を電子部品に貼付する工程と、
前記第2の剥離フィルムを剥離する工程を有する
熱伝導シートの実装方法。 preparing a thermally conductive sheet in which a first release film is attached to one side of a sheet body, and a second release film is attached to the other side of the sheet body opposite to the one side;
applying a magnetic force from the other side of the sheet body to peel off the first release film;
attaching the one side of the sheet body to an electronic component;
A method for mounting a thermally conductive sheet, comprising the step of peeling off the second release film.
シート本体の一方の面に第1の剥離フィルムが貼付され、前記シート本体の前記一方の面と反対側の他方の面に第2の剥離フィルムが貼付された熱伝導シートを用意する工程と、
前記シート本体の前記他方の面から磁力を印加し、前記第1の剥離フィルムを剥離する工程と、
前記シート本体の前記一方の面を電子部品に貼付する工程と、
前記第2の剥離フィルムを剥離する工程を有する
電子機器の製造方法。 In a method for manufacturing an electronic device having an electronic component to which a thermally conductive sheet is attached,
preparing a thermally conductive sheet in which a first release film is attached to one side of a sheet body, and a second release film is attached to the other side of the sheet body opposite to the one side;
applying a magnetic force from the other surface of the sheet body to peel off the first release film;
attaching the one side of the sheet body to an electronic component;
A method for manufacturing an electronic device, comprising the step of peeling off the second release film.
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