TWI834752B - 熱傳導性組成物、熱傳導性構件、熱傳導性構件之製造方法、散熱結構、發熱複合構件、散熱複合構件 - Google Patents

熱傳導性組成物、熱傳導性構件、熱傳導性構件之製造方法、散熱結構、發熱複合構件、散熱複合構件 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種能以良好之生產性形成厚膜之熱傳導性組成物。 本發明之熱傳導性組成物包含黏合劑與熱傳導性填充材，且在25℃使用旋轉黏度計以轉速10 rpm測定之第1黏度為50〜300 Pa‧s，將在25℃使用旋轉黏度計以轉速1 rpm測定之黏度設為第2黏度時，第2黏度相對於第1黏度之比率[第2黏度/第1黏度]為3〜8。

Description

熱傳導性組成物、熱傳導性構件、熱傳導性構件之製造方法、散熱結構、發熱複合構件、散熱複合構件
本發明係關於一種熱傳導性組成物、熱傳導性構件、熱傳導性構件之製造方法、散熱結構、發熱複合構件、散熱複合構件。
為了使自半導體元件及機械零件等發熱體產生之熱散出，而使用散熱片等散熱體，為了使熱傳遞之效率變良好，存在於發熱體與散熱體之間塗佈熱傳導性油脂之情況。
該熱傳導性油脂與發熱體及散熱體(典型而言為金屬製)相比，熱傳導率較低，故越薄越有利，就此種理由而言，熱傳導性油脂適合用於發熱體與散熱體之間隔狹窄之情形。
然而，近年來，發熱之元件變多，又，存在發熱量之總量亦增加之傾向。因此，期望不僅自特定之電子元件，而且自多個電子元件、或基板整體處處散熱。於是，成為散熱對象之電子元件之高度亦各種各樣，且產生於斜向或橫向配置之發熱體安裝散熱體之情形等，對散熱所要求之形態變得多樣化。
對於此種要求，例如，專利文獻1中，作為使自發熱體朝散熱體順暢地進行熱傳遞之硬化型熱傳導性油脂，提出一種包含可硬化之液狀高分子及具有特定粒徑之多種熱傳導性填充材的硬化型熱傳導性油脂。
又，隨著對散熱所要求之形態多樣化，對塗佈熱傳導性油脂之方法亦開始要求生產性較高之方法。作為此種塗佈方法，例如可列舉：專利文獻1中記載之網版印刷。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2011-151280號
專利文獻1中記載之網版印刷具有生產性較高且可圖案化成自由形狀、或可對表面賦予微細之凹凸之優點。雖自往亦進行了使用熱傳導性油脂之網版印刷，但不適合厚膜塗佈，故對象以朝PC及電子機器之散熱片之印刷為主，目的在於形成薄膜。
然而，近年來，於以EV電池用為代表之面向汽車之市場中，利用網版印刷進行熱傳導性油脂塗佈之要求增加。此種用途中，要求熱傳導性油脂之厚膜印刷。即，汽車用途中，包含發熱體之單元之大小相對較大，有發熱體與散熱體之間隙之設計交叉變大之傾向，為了吸收該交叉而要求形成略厚之膜。又，需要略厚且柔軟之散熱構件以便即使因驅動系之機械或行駛而產生振動亦不會對發熱體等造成過大負荷。因此，現狀為習知熱傳導性油脂及使用其之網版印刷無法充分地應對上述用途。
根據以上，本發明之課題在於：提供一種能以良好之生產性形成厚膜之熱傳導性組成物。
本發明者進行努力研究，結果發現，藉由著眼於熱傳導性組成 物之黏度與觸變比(thixotropy ratio)，並將該等設為特定之範圍而可解決上述課題，從而完成了本發明。即，本發明如下所述。
[1]一種熱傳導性組成物，其包含黏合劑與熱傳導性填充材，且在25℃使用旋轉黏度計以轉速10rpm測定之第1黏度為50~300Pa‧s，將在25℃使用旋轉黏度計以轉速1rpm測定之黏度設為第2黏度時，第2黏度相對於第1黏度之比率[第2黏度/第1黏度]為3~8。
[2]如[1]所記載之熱傳導性組成物，其中，上述熱傳導性填充材之平均粒徑為10~80μm，且超過128μm之粒子之含有率為5體積%以下。
[3]如[1]或[2]所記載之熱傳導性組成物，其中，上述黏合劑為熱硬化性高分子，且硬化後之ASTM D2240-05所規定之OO硬度為5~80。
[4]如[1]至[3]中任一項所記載之熱傳導性組成物，其實質上不含溶劑。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載之熱傳導性組成物，其係網版印刷用。
[6]一種熱傳導性構件，其包含使[1]至[5]中任一項所記載之熱傳導性組成物進行硬化而成之硬化物，且上述硬化物之厚度為0.03~1mm，ASTM D2240-05所規定之OO硬度為5~80。
[7]如[6]所記載之熱傳導性構件，其中，上述硬化物之厚度為0.3~1mm。
[8]如[6]或[7]所記載之熱傳導性構件，其中，上述硬化物表面之黏性為0.05N/10mm以上。
[9]如[6]至[8]中任一項所記載之熱傳導性構件，其於至少一表面形成有間距為0.1~2.5mm之規則之凹凸。
[10]如[9]所記載之熱傳導性構件，其中，上述凹凸之凹部至凸部之平均高度為10~500μm。
[11]一種熱傳導性構件之製造方法，其包括以下塗佈步驟：通過網版印刷版，而將[1]至[5]中任一項所記載之熱傳導性組成物塗佈於被附著體，該網版印 刷版係於用線徑20~250μm之纖維以10~150目織成之網目使乳劑為100~500μm之厚度的方式進行圖案化而成。
[12]一種散熱結構，其包含散熱體及設置於該散熱體上之熱傳導性構件，且上述熱傳導性構件為[6]至[10]中任一項所記載之熱傳導性構件。
[13]如[12]所記載之散熱結構，其係於上述熱傳導性構件上設置發熱體而成。
[14]如[12]或[13]所記載之散熱結構，其中，上述散熱體為散熱片。
[15]一種發熱複合構件，其於發熱體之表面設置有[6]至[10]中任一項所記載之熱傳導性構件。
[16]一種散熱複合構件，其於散熱體之表面設置有[6]至[10]中任一項所記載之熱傳導性構件。
根據本發明，可提供一種能以良好之生產性形成厚膜之熱傳導性組成物。即使例如網版印刷亦可形成相對較厚之膜。又，可於一側之被附著體(散熱體或發熱體)上直接形成柔軟之硬化物。
[熱傳導性組成物]
以下針對本發明之實施形態之熱傳導性組成物進行說明。
本發明之熱傳導性組成物包含熱傳導性組成物黏合劑及熱傳導性填充材，在25℃使用旋轉黏度計以轉速10rpm測定之第1黏度為50~300Pa‧s。若第1黏 度未達50Pa‧s，則於厚膜狀地圖案化之熱傳導性組成物之硬化前後形狀維持性降低、或熱傳導率易變低。若第1黏度超過300Pa‧s，則網版印刷時網眼易堵塞、使生產性降低。
第1黏度更佳為150~300Pa‧s。若將第1黏度設為150~300Pa‧s，則尤其形狀維持性較高，又，可提高填充性。因此，熱傳導性亦易提高。又，第1黏度進而較佳為150~250Pa‧s。原因在於，若將第1黏度設為150~250Pa‧s，則就印刷性與形狀維持性之平衡之方面而言尤佳。
本發明之熱傳導性組成物將在25℃使用旋轉黏度計以轉速1rpm測定之黏度設為第2黏度時，第2黏度相對於上述第1黏度之比率[第2黏度/第1黏度](亦稱為「觸變比」)為3~8。若[第2黏度/第1黏度]未達3，則於厚膜狀地圖案化之熱傳導性組成物之硬化前後形狀維持性降低、或於欲對硬化後之表面賦予凹凸之情形時不易形成該凹凸。若[第2黏度/第1黏度]超過8，則網版印刷時網眼易堵塞、使生產性降低。
[第2黏度/第1黏度]更佳為3.5~6。若為該範圍，則可獲得於略高之黏度區域中保持印刷性，且尤其形狀維持性優異之熱傳導性組成物。
第1黏度及[第2黏度/第1黏度]可藉由調整黏合劑之黏度與熱傳導性填充材之粒徑，例如調整粒徑較大者與較小者之比率與添加量而設為所需之範圍。
又，亦可於熱傳導性組成物中適當混合後述之反應性聚矽氧油而調整為所需之範圍。
(黏合劑)
作為黏合劑，可列舉熱硬化性高分子及光硬化性高分子等，但若考慮生產性，則較佳為熱硬化性高分子。又，作為熱硬化性高分子，就硬化收縮之觀點而言，較佳為加成反應型高分子。於被發熱體與散熱體夾持之狀態下使熱傳導 性組成物硬化時，若硬化收縮較大，則存在與發熱體或散熱體之間產生間隙之情況，但若為加成反應型高分子，則硬化收縮較小，故不易出現產生間隙之缺陷。
作為加成反應型高分子，可列舉：聚胺酯(polyurethane)、環氧樹脂、聚-α-烯烴等，就柔軟性及熱傳導性填充材之填充性之方面而言，較佳為有機聚矽氧烷等反應硬化型聚矽氧。
上述反應硬化型聚矽氧較佳為在室溫(25℃)為液狀。反應硬化型聚矽氧較佳為包含作為黏合劑成分之主劑及硬化劑，該主劑為具有可形成交聯結構之反應性基之聚有機矽氧烷。
作為該反應硬化型聚矽氧，例如更佳為包含：含烯基之有機聚矽氧烷(主劑)及氫有機聚矽氧烷(硬化劑)者。
反應硬化性聚矽氧之黏度較佳為0.05Pa‧s~2Pa‧s左右。黏度未達0.05Pa‧s者有分子量較低之傾向，硬化後亦不易提高分子量，故有熱傳導性組成物之硬化體變脆之虞。另一方面，若黏度超過2Pa‧s，則熱傳導性組成物之黏度易上升，故若將熱傳導性組成物設為所需之黏度範圍，則熱傳導性填充材之摻合量變少、不易提高熱傳導性。
就熱傳導性組成物之硬化體獲得適度之柔軟性之觀點而言，較佳為黏合劑為熱硬化性高分子，且熱傳導性組成物之硬化後之ASTM D2240-05所規定之OO硬度為5~80。若製成OO硬度為80以下(以下有時亦記載為OO80以下)之柔軟之硬化體，則即使於因振動及衝擊而散熱體與發熱體之間隔發生變化之情形時，亦不易產生過大之應力。另一方面，藉由使硬度為OO5以上，熱傳導性組成物之硬化體具有一定程度之強度，故破損之虞變低。
又，OO硬度更佳為5~55。若製成硬度為OO55以下之柔軟之硬化體，則即使硬化後與凹凸較大之構件密接，亦能以極小之應力密接。再者，此種極柔軟 之硬化體易變形，預先形成為片狀者容易變形，故不易單獨處理，但藉由於散熱體及發熱體塗佈熱傳導性組成物並進行硬化而可製成易處理者。
關於上述硬度，具體而言，可利用實施例中記載之方法測定。
(聚矽氧油)
本發明之熱傳導性組成物較佳為含有聚矽氧油。聚矽氧油可大致區分為反應性聚矽氧油與非反應性聚矽氧油。
反應性聚矽氧油係具有反應性之官能基且在室溫(25℃)為液狀之聚矽氧油。藉由含有反應性聚矽氧油，可對本發明之熱傳導性組成物賦予適度之觸變性。
作為反應性聚矽氧油所具有之反應性之官能基，可列舉：羥基、羧基、環氧基、胺基等。該等之中，就觸變性賦予效果之觀點而言，較佳為羥基。
作為反應性聚矽氧油，較佳為於具有矽氧烷鍵之主鏈、與主鏈鍵結之側鏈、或主鏈之末端導入有反應性之官能基的反應性之改質聚矽氧油。作為此種反應性之改質聚矽氧油，例如可列舉：甲醇改質聚矽氧油、羧基改質聚矽氧油、環氧改質聚矽氧油、胺基改質聚矽氧油等。該等之中，較佳為選自由甲醇改質聚矽氧油、羧基改質聚矽氧油、及環氧改質聚矽氧油所組成之群中之至少1種，更佳為甲醇改質聚矽氧油。
上述反應性聚矽氧油可單獨使用1種，或組合使用2種以上。
就對本發明之熱傳導性組成物賦予適度之觸變比之觀點而言，反應性聚矽氧油之動黏度較佳為在25℃為10mm2/s以上且10,000mm2/s以下，更佳為100mm2/s以上且3,000mm2/s以下。進而較佳為100mm2/s以上且1,000mm2/s以下。
相對於反應硬化型聚矽氧100質量份，反應性聚矽氧油之含量較佳為0.1~5質量份、更佳為0.2~4質量份、進而較佳為0.5~3質量份之範圍。若 反應性聚矽氧油之含量相對於反應硬化型聚矽氧100質量份為0.1質量份以上，則形狀維持性變良好，若為5質量份以下，則可賦予適度之觸變比。
非反應性聚矽氧油係除反應性聚矽氧油以外之在室溫(25℃)為液狀之聚矽氧油。即，非反應性聚矽氧油不具有反應性聚矽氧油所具有之反應性之官能基。藉由含有非反應性聚矽氧油，可賦予柔軟性。又，藉由併用反應性聚矽氧油與非反應性聚矽氧油，塗佈後之熱傳導性組成物之形狀維持性變良好。
作為非反應性聚矽氧油，除二甲基聚矽氧油、苯基甲基聚矽氧油等直鏈聚矽氧油以外，可列舉：於具有矽氧烷鍵之主鏈、與主鏈鍵結之側鏈、或主鏈之末端導入有非反應性之有機基的非反應性之改質聚矽氧油等。作為非反應性之改質聚矽氧油，例如可列舉：聚醚改質聚矽氧油、芳烷基改質聚矽氧油、氟烷基改質聚矽氧油、長鏈烷基改質聚矽氧油、高級脂肪酸酯改質聚矽氧油、高級脂肪醯胺改質聚矽氧油、及苯基改質聚矽氧油。
上述之中，作為非反應性聚矽氧油，較佳為直鏈聚矽氧油，且於直鏈聚矽氧油之中，更佳為二甲基聚矽氧油。
上述非反應性聚矽氧油可單獨使用1種，或可組合2種以上使用。
就對本發明之熱傳導性組成物賦予良好之塗佈性之觀點而言，非反應性聚矽氧油之動黏度較佳為在25℃為10,000mm2/s以上且1,000,000mm2/s以下，更佳為100,000mm2/s以上且500,000mm2/s以下。
相對於反應硬化型聚矽氧100質量份，非反應性聚矽氧油之含量較佳為10~70質量份，更佳為20~70質量份，進而較佳為35~60質量份之範圍。若非反應性聚矽氧油(C)之含量相對於反應硬化型聚矽氧100質量份為10質量份以上，則形狀維持性變良好，若為70質量份以下則塗佈性變良好。
非反應性聚矽氧油之含量較佳為多於反應性聚矽氧油之含量。 非反應性聚矽氧油相對於反應性聚矽氧油之含量比[非反應性聚矽氧油/反應性聚矽氧油]以質量比計較佳為5~100、更佳為10~80、進而較佳為15~50、進而更佳為15~30之範圍。
(熱傳導性填充材)
作為熱傳導性填充材，較佳為其平均粒徑為10~80μm，且超過128μm之粒子之含有率為5體積%以下。藉由使平均粒徑為10~80μm，即使為厚膜亦易提高熱傳導率。又，藉由使超過128μm之粒子之含有率為5體積%以下，網版印刷中網眼堵塞易被抑制。再者，於熱傳導性填充材有多種之情形時，該等整體設為滿足上述範圍。
熱傳導性填充材之平均粒徑更佳為20~80μm。其原因在於：尤其易提高熱傳導性。
又，超過128μm之粒子之含有率更佳為1體積%以下。藉此，可進一步抑制網版印刷中之網眼堵塞。
熱傳導性填充材之平均粒徑可使用以藉由雷射繞射散射法(JIS R1629)測定之粒度分佈之體積平均粒徑計的中值粒徑D50。又，超過128μm之粒子之含有率亦可根據粒度分佈而求出。
作為熱傳導性填充材，例如可列舉：金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物等球狀、鱗片狀等之粉末、碳纖維等。作為金屬，可例示：鋁、銅、鎳等，作為金屬氧化物，可例示：氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、石英等，作為金屬氮化物，可例示氮化硼及氮化鋁等。又，作為金屬碳化物，可列舉碳化矽，作為金屬氫氧化物，可列舉氫氧化鋁。進而作為碳纖維，可列舉：瀝青系碳纖維、PAN系碳纖維、對樹脂纖維進行碳化處理而得之纖維、對樹脂纖維進行石墨化處理而得之纖維等。該等之中，尤其於要求絕緣性之用途中，較佳為使用金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氫 氧化物之粉末。
熱傳導性填充材較佳為低比重之材質。更具體而言，較佳為使用比重為4.0以下之材質。作為比重為4.0以下之材質，可例示：鋁、氧化鋁、氧化鎂、石英、氮化硼、氮化鋁、碳化矽、氫氧化鋁、碳纖維等。
熱傳導性填充材較佳為包含平均粒徑不同、或材質不同、或形狀不同之至少2種熱傳導性填充材。作為平均粒徑不同者，例如較佳為至少包含平均粒徑為40~90μm(大粒徑)之熱傳導性填充材與平均粒徑為30μm以下(小粒徑)之熱傳導性填充材者。藉此，變得易形成熱傳導性填充材之最密填充結構，可進一步提昇熱傳導性。就該觀點而言，可設為包含2種小粒徑之熱傳導性填充材(例如，平均粒徑0.1~5μm與平均粒徑6~60μm之熱傳導性填充材)與大粒徑之熱傳導性填充材者等。
作為材質不同者，例如較佳為至少包含氧化鋁之熱傳導性填充材與氫氧化鋁之熱傳導性填充材之組合者。藉由使用氫氧化鋁，可降低熱傳導性組成物之比重，可抑制熱傳導性填充材之分離。又，可提高阻燃性。另一方面，氧化鋁由於易入手且熱傳導性相對較高，故可有效地提高熱傳導率。又，氫氧化鋁與氧化鋁同為絕緣性，故該等之組合適於要求絕緣性之用途。
作為形狀不同者，例如較佳為至少包含球狀之熱傳導性填充材(例如氧化鋁等)與破碎狀之熱傳導性填充材(例如氫氧化鋁等)之組合。若含有球狀之熱傳導性填充材，則與其他形狀相比，比表面積較小，故即使熱傳導性填充材中大粒徑之熱傳導性填充材所占之比率增加，熱傳導性組成物之流動性亦不易降低。又，若含有破碎狀之熱傳導性填充材，則易以少量之添加提高觸變性、易提高形狀維持性。此處，破碎狀係指破碎粒子所具有之具有之有角的任意形狀之粒子狀態者，可藉由電子顯微鏡或其他顯微鏡而確認。
熱傳導組成物中之熱傳導性填充材之含有率(填充率)於存在 多種之情形時，該等整體較佳為50~85體積%，更佳為60~80體積%。又，尤佳為65~75體積%，易兼具熱傳導性與形狀維持性。
如上所述之熱傳導性組成物較佳為實質上不含溶劑。藉由實質上不含溶劑，而易獲得形狀維持性，易形成厚膜。又，就環境方面而言亦較佳。此處，「實質上不含溶劑」係指將熱傳導性組成物在100℃加熱2小時後之重量減少為1質量%以下。即，熱傳導性組成物之固形物成分濃度較佳為99質量%以上。上述重量減少例如可使用熱重量分析裝置(TGA)進行測定。
本發明之熱傳導性組成物較佳為網版印刷用。作為網版印刷版，可列舉：網目版及金屬版，其中，更佳為網目版。網目版較金屬版廉價，印刷形狀之設計之自由度較高，亦可形成所謂島文字之圖案。又，網目由樹脂材料形成，故具有不易損傷被附著體等優點。
本發明之熱傳導性組成物可形成厚膜，藉由用於網版印刷，可實現良好之生產性。
<熱傳導性組成物之形態>
本發明之熱傳導性組成物之形態可為1液型，亦可為使用時將主劑與硬化劑等2液加以混合而使用之2液型之任一者。作為1液型之熱傳導性組成物，可列舉含有濕氣硬化型聚矽氧作為反應硬化型聚矽氧之組成物。
作為2液型之熱傳導性組成物，較佳為含有作為反應硬化型聚矽氧而於上述之加成反應硬化型聚矽氧之組成物。具體而言，較佳為由含有作為主劑之含烯基之有機聚矽氧烷等加成反應型之有機聚矽氧烷的第1劑與含有氫有機聚矽氧烷等硬化劑之第2劑構成。
於本發明之反應硬化型聚矽氧為2液型之情形時，熱傳導性填充材等可含有第1劑及第2劑中之至少一者。就容易地提高第1劑與第2劑之混合物之均勻性之觀點而言，聚矽氧油較佳為分為第1劑及第2劑兩者而含有。就與上 述相同之觀點而言，熱傳導性填充材亦較佳為分為第1劑及第2劑兩者而含有。
即，熱傳導性組成物更佳為由含有構成反應硬化型聚矽氧之主劑、熱傳導性填充材、及較佳為含有聚矽氧油的第1劑、以及含有構成反應硬化型聚矽氧之硬化劑、熱傳導性填充材、及較佳為含有聚矽氧油的第2劑所構成。
[熱傳導性構件]
本發明之熱傳導性構件包含使熱傳導性組成物進行硬化而成之硬化物，且硬化物之厚度為0.03~1mm。若硬化物之厚度未達0.03mm，則不適合汽車等用途。另一方面，超過1mm之厚度之硬化物不易利用網目版形成，故就生產性之方面而言不利。
硬化物之厚度更佳為0.3~1mm。藉由將厚度設為0.3mm以上，即使於因振動及衝擊而散熱體與發熱體之間隔發生變化之情形時，亦可充分地實現用於緩和衝擊等之充分之位移，故尤其適合易產生振動及衝擊之汽車用途。
本發明之熱傳導性構件之ASTM D2240-05所規定之OO硬度為5~80。若將熱傳導性構件之硬度設為OO80以下，則即使於因振動及衝擊而散熱體與發熱體之間隔發生變化之情形時，亦不易產生過大之應力。另一方面，藉由使硬度為OO5以上，而熱傳導性構件具備一定程度之強度，故破損之虞變低。
又，OO硬度更佳為5~55。若為硬度為OO55以下之柔軟之熱傳導性構件，則即使與凹凸較大之構件密接，亦能以極小之應力密接。再者，此種極柔軟之熱傳導性構件易變形，故較佳為散熱體及發熱體預先形成為一體者。
ASTM D2240-05所規定之OO硬度可利用實施例中記載之方法測定。
本發明之熱傳導性構件之硬化物表面之黏性較佳為0.05N/10mm以上，更佳為0.1~2.0N/10mm。藉由使黏性為0.05N/10mm以上，而於設置於被附著體時，可獲得被附著體不偏移之程度之密接力，可製成作業性良好 之熱傳導性構件。黏性可利用實施例中記載之方法測定。
又，較佳為至少一表面形成有間距為0.1~2.5mm之規則之凹凸。藉由形成此種間距，可防止於與被附著體壓接時殘留較大之氣泡。該間距更佳為0.15~0.7mm。藉由調整網目之圖案，可形成上述凹凸。間距更佳為0.2~0.5mm。
再者，規則之凹凸係指例如於間距為1mm之情形時，凸部以1mm間隔形成至少4個凸部。又，凹凸於在面內定義x方向及與x方向垂直之y方向時，較佳為於x方向及y方向上二維地形成。此時，x方向與y方向之間距可相同，亦可不同。
又，上述凹凸之高度較佳為10~500μm。藉由使凹凸之高度為10~500μm，可防止於與被附著體壓接時殘留較大之氣泡。凹凸之高度更佳為50~250μm。藉由將凹凸之高度設為50μm以上，可降低高壓縮時之應力，可提高緩衝效果。又，藉由將凹凸之高度設為250μm以下，可不過度壓縮而使包含凹部之大致整體與被附著體密接。凹凸之高度可藉由實施例中記載之方法測定。
本發明之熱傳導性構件例如良好地用於車輛用途、電子機器用途、及建築用途等。尤其作為塗佈於汽車零件之外周而使用之車輛零件用緩衝材亦有用。
[熱傳導性構件之製造方法]
本發明之熱傳導性構件之製造方法包括通過特定之網版印刷版將本發明之熱傳導性組成物塗佈於被附著體之塗佈步驟。
作為網版印刷版，使用於用線徑20~250μm之纖維以10~150目織成之網目(網目版)使乳劑為100~500μm之厚度的方式進行圖案化而成者。藉由用線徑20~250μm之纖維以10~150目織成之網目，可製成易印刷厚 膜之網目版。又，藉由使乳劑為100~1,000μm之厚度的方式進行圖案化，可形成更厚之膜。
線徑較佳為40~200μm，目較佳為40~120目。乳劑之厚度較佳為200~500μm。
作為網版之材質，使用一般之尼龍、聚酯、不鏽鋼等一般者。又，乳劑亦可使用一般者，且可應用形成乳劑層之方法之公知方法。
網版印刷機只要為可順利地進行印刷動作、網目剝離動作之網版印刷裝置即可，可為平面式、曲面式等，並無特別限制，一般使用平面式網版印刷機。
使用網版印刷法塗佈於被附著體之熱傳導性組成物在室溫放置，或視需要加熱使其進行硬化而製成硬化物，製造熱傳導性構件。
[散熱結構、發熱複合構件、散熱複合構件]
本發明之散熱結構包含散熱體及設置於該散熱體上之熱傳導性構件，該熱傳導性構件為本發明之熱傳導性構件。較佳為於熱傳導性構件上設置發熱體而成。
又，本發明係一種發熱體之表面設置有本發明之熱傳導性構件之發熱複合構件。進而，本發明係一種散熱體之表面設置有本發明之熱傳導性構件之散熱複合構件。
作為散熱體，較佳為利用熱傳導率20W/mK以上之素材，例如不鏽鋼、鋁、銅等金屬、石墨、金剛石、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、碳化矽、氧化鋁等素材者。作為使用此種素材之散熱體，可列舉：散熱片、殼體、散熱用配管等，其中，較佳為散熱片。
又，作為發熱體，可列舉：EV電池等汽車零件；一般之電源；電源用功率電晶體、電力模組、熱敏電阻、熱電偶、溫度感測器等電子機器； LSI、CPU等積體電路元件等發熱性電子零件等，其中，較佳為EV電池等汽車零件。
實施例
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不受該等實施例任何限制。
本實施例中，藉由以下方法評價各例中獲得之熱傳導性組成物。
[黏度]
使用B型黏度計(BROOKFIELD公司所製造之旋轉黏度計，DV-E)，將心軸(SC4-14)之轉速設定為1rpm及10rpm測定熱傳導性組成物之製備後即刻(後述之第1劑及第2劑之混合後即刻)之在25℃之黏度(Pa‧s)。黏度之值讀取於各轉速使心軸旋轉2分鐘後之值。再者，將轉速為10rpm時之黏度設為第1黏度，將1rpm時之黏度設為第2黏度。
[觸變比]
根據利用上述方法測定之第1黏度及第2黏度之值，算出第2黏度相對於第1黏度之比率[第2黏度/第1黏度]作為觸變比。
[熱傳導率]
針對各實施例之熱傳導性組成物，使用以500μm之厚度之乳劑於用線徑80μm之聚酯纖維織成之網目(80目、開口238μm)形成40×40mm之矩形狀之印刷形狀而成的網版印刷版，於剝離膜(氟膜)上進行網版印刷。繼而，在室溫(25℃)放置24小時進行硬化，藉此製作由40×40mm之矩形狀且厚度為0.7mm之硬化物構成之熱傳導率測定用之試片。並且，針對各試片，利用依據ASTM D5470-06之方法測定熱傳導率。
[硬化後之硬度]
針對各實施例之熱傳導性組成物，使用成形模具製作由40×40mm且厚度為 6mm之硬化物構成之硬度測定用之試片。並且，針對各試片，使用OO型硬度計利用依據ASTM D2240-05之方法測定硬度。
[印刷性(網眼堵塞之產生程度)]
使用與製作熱傳導率測定用之試片時相同規格之網目(線徑80μm、80目、乳劑厚度500μm)且圖案化有5×8mm的矩形狀之印刷形狀之網版印刷版，將各實施例之熱傳導性組成物印刷至被附著體(厚度100μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜)。繼而，在室溫(25℃)放置24小時進行硬化，藉此製作形成有厚度約0.7mm之硬化物之熱傳導構件。針對印刷後之印刷狀態或網目，以下述基準進行評價。
「A」：可印刷，且印刷後之網版印刷版之目中亦幾乎不殘留熱傳導性組成物。
「B」：雖可印刷，但以目視確認印刷後之網版印刷版之目時，目之交點等殘留有少量組成物。
「C」：無法將印刷圖案整體印刷於被附著體。
[固形物成分]
針對熱傳導性組成物，使用熱重量分析裝置(島津製作所所製造之「DTG60」)測定120℃/2小時之重量減少，將「測定後之重量(W1)相對於測定前之重量(W0)之比率(W1/W0)」作為固形物成分之比率。
[表面凹凸之高度及間距]
利用光學顯微鏡觀察[印刷性(網眼堵塞之產生程度)]中製作之試樣之剖面，估算凹凸之高度。具體而言，選出5個凸部，求出凹凸之平均高度。又，測定凸部與凸部之間距。
[黏性之強度]
以下，進行剝離試驗(180°剝離試驗)，評價作為剝離強度之黏性之強 度。
<試驗樣本之製作>
將厚度11μm之鋁箔與附黏著劑之聚對苯二甲酸乙二酯膜(聚對苯二甲酸乙二酯層75μm、黏著層5μm，以下記載為PET膜)經由黏著劑貼合而獲得鋁箔/PET膜之積層體。將該積層體切成長250mm、寬10mm，製成被附著體試片。又，使用刮刀於長180mm、寬100mm、厚10mm之不鏽鋼(SUS304)製之板(SUS板)之一端側以塗膜成為長100mm、寬60mm、厚2mm的方式塗佈各例之散熱性組成物。並且，將上述被附著體試片之鋁箔面貼合於散熱性組成物之塗膜上，在室溫(25℃)放置24小時使塗膜進行硬化而製成硬化物，製作試驗樣本。再者，為了可於試驗裝置中夾緊，被附著體試片之一端自SUS板露出特定之長度。
<測定方法>
將試驗樣本設置於試驗裝置(Strograph VE50(東洋精機製作所製造))。具體而言，首先，以成為180°剝離之方式將被附著體試片之一端安裝於位於裝置之上部之夾頭。以試驗速度300mm/分鐘將夾頭朝上方拉伸進行180°剝離。
根據獲得之拉伸應力，算出應力穩定之部分(剝離距離100mm)之平均。再者，對3個試驗樣本進行測定。
[形狀維持性：平面之尺寸變化率]
使用[印刷性(網眼堵塞之產生程度)]中製作之試樣(以5mm×8mm之尺寸(面積S0)圖案化)對印刷之熱傳導性組成物估算硬化後之組成物之面積(S1)，計算面積之放大率(S1/S0)。
將面積之放大率未達10%設為「A」，將10%以上且未達30%設為「B」，將30%以上設為「C」。
實施例1(熱傳導性組成物之製備及評價)
藉由將構成加成反應硬化型聚矽氧之主劑、作為非反應性聚矽氧油之二甲基聚矽氧油加以混合而製備第1劑。另一方面，藉由將構成加成反應硬化型聚矽氧之硬化劑、熱傳導性填充材加以混合而製備第2劑。第1劑及第2劑之合計量中之各成分之摻合量(質量份)如表1所示。
將獲得之第1劑與第2劑加以混合而製備熱傳導性組成物，藉由上述方法進行各種評價。將結果示於表1。
實施例2~7、比較例1~4
將熱傳導性組成物之組成如表1所示進行變更，除此之外，以與實施例1相同之方法製備熱傳導性組成物，進行各種評價。將結果示於表1。
表1所示之成分如下。再者，表1所示之摻合量均為有效成分量。
‧加成反應硬化型聚矽氧之主劑：黏度400mPa‧s(25℃)
‧加成反應硬化型聚矽氧之硬化劑：黏度300mPa‧s(25℃)
‧二甲基聚矽氧油：黏度100mPa‧s(25℃)
‧氫氧化鋁A：破碎狀、平均粒徑：1μm
‧氫氧化鋁B：破碎狀、平均粒徑：10μm
‧氫氧化鋁C：破碎狀、平均粒徑：50μm
‧氧化鋁A：球狀、平均粒徑：0.5μm
‧氧化鋁B：球狀、平均粒徑：3μm
‧氧化鋁C：球狀、平均粒徑：20μm
‧氧化鋁D：球狀、平均粒徑：45μm
‧氧化鋁E：球狀、平均粒徑：70μm
Figure 108140423-A0305-02-0020-1
根據表1之結果可知，本發明之熱傳導性組成物可利用網版印刷良好地形成厚膜。又，該組成物之硬化物之硬度亦為低硬度而良好。
[產業上之可利用性]
使用本發明之熱傳導性組成物之熱傳導性構件例如良好地用作車輛用途、電子機器用途、及建築用途中之防水用、防振用材料。

Claims (21)

  1. 一種熱傳導性組成物，其包含黏合劑、熱傳導性填充材與非反應性聚矽氧油，且在25℃使用旋轉黏度計以轉速10rpm測定之第1黏度為50~300Pa‧s，將在25℃使用旋轉黏度計以轉速1rpm測定之黏度設為第2黏度時，第2黏度相對於第1黏度之比率[第2黏度/第1黏度]為3~8。
  2. 如請求項1所述之熱傳導性組成物，其中，上述熱傳導性填充材之平均粒徑為10~80μm，且超過128μm之粒子之含有率為5體積%以下。
  3. 如請求項1或2所述之熱傳導性組成物，其中，上述黏合劑為熱硬化性高分子，且硬化後之ASTM D2240-05所規定之OO硬度為5~80。
  4. 如請求項1或2所述之熱傳導性組成物，其實質上不含溶劑。
  5. 如請求項1或2所述之熱傳導性組成物，其係網版印刷用。
  6. 如請求項1或2所述之熱傳導性組成物，其中，上述黏合劑為黏度為0.05Pa‧s~2Pa‧s之加成反應硬化型聚矽氧。
  7. 如請求項1或2所述之熱傳導性組成物，其中，上述非反應性聚矽氧油為二甲基聚矽氧油。
  8. 如請求項6所述之熱傳導性組成物，其中，上述非反應性聚矽氧油之含量相對於上述黏合劑100質量份為10~70質量份。
  9. 如請求項1或2所述之熱傳導性組成物，其中，上述熱傳導性組成物中之熱傳導性填充材之含量整體為50~72體積%。
  10. 如請求項1或2所述之熱傳導性組成物，其中，上述熱傳導性填充材之平均粒徑為10~42μm，且超過128μm之粒子之含有率為5體積%以下。
  11. 一種熱傳導性構件，其包含使請求項1至10中任一項所述之熱 傳導性組成物進行硬化而成之硬化物，且上述硬化物之厚度為0.03~1mm，ASTM D2240-05所規定之OO硬度為5~80。
  12. 如請求項11所述之熱傳導性構件，其中，上述硬化物之厚度為0.3~1mm。
  13. 如請求項11或12所述之熱傳導性構件，其中，上述硬化物表面之黏性為0.05N/10mm以上。
  14. 如請求項11或12所述之熱傳導性構件，其於至少一表面形成有間距為0.1~2.5mm之規則之凹凸。
  15. 如請求項14所述之熱傳導性構件，其中，上述凹凸之凹部至凸部之平均高度為10~500μm。
  16. 一種熱傳導性構件之製造方法，其包括以下塗佈步驟：通過網版印刷版，而將請求項1至10中任一項所述之熱傳導性組成物塗佈於被附著體，該網版印刷版係於用線徑20~250μm之纖維以10~150目織成之網目使乳劑為100~500μm之厚度的方式進行圖案化而成。
  17. 一種散熱結構，其包含散熱體及設置於該散熱體上之熱傳導性構件，且上述熱傳導性構件為請求項11至15中任一項所述之熱傳導性構件。
  18. 如請求項17所述之散熱結構，其係於上述熱傳導性構件上設置發熱體而成。
  19. 如請求項17或18所述之散熱結構，其中，上述散熱體為散熱片。
  20. 一種發熱複合構件，其於發熱體之表面設置有請求項11至15中任一項所述之熱傳導性構件。
  21. 一種散熱複合構件，其於散熱體之表面設置有請求項11至15中任一項所述之熱傳導性構件。
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