导热性片的制造方法

文档序号:1578843 发布日期:2020-01-31 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 导热性片的制造方法 (Method for manufacturing thermally conductive sheet ) 是由 荒卷庆辅 户端真理奈 于 2019-07-11 设计创作,主要内容包括:本申请涉及导热性片的制造方法。本发明的课题是提供使粘合剂树脂的未固化成分高效地渗出至成型体片的表面,提高了密合性的导热性片的制造方法。作为解决本发明课题的方法,提供一种导热性片的制造方法,其包括下述工序:使在粘合剂树脂中含有导热性填料的导热性树脂组合物成型成预定的形状并固化,形成导热性成型体的工序,将上述导热性成型体切削成片状,形成成型体片的工序,以及在减压环境下将上述成型体片进行压制,从而利用从上述成型体片的片主体渗出的上述粘合剂树脂的未固化成分来被覆上述成型体片的表面的工序。(The present invention relates to a method for manufacturing a thermally conductive sheet, wherein uncured components of a binder resin are efficiently diffused to the surface of a molded body sheet to improve adhesion, and a method for manufacturing thermally conductive sheets is provided as a method for solving the problems of the present invention, the method comprising a step of forming a thermally conductive molded body by molding a thermally conductive resin composition containing a thermally conductive filler in a binder resin into a predetermined shape and curing the composition, a step of forming a molded body sheet by cutting the thermally conductive molded body into a sheet shape, and a step of covering the surface of the molded body sheet with the uncured components of the binder resin diffused from the sheet main body of the molded body sheet by pressing the molded body sheet in a reduced pressure environment.)

导热性片的制造方法

技术领域

本发明涉及粘贴于电子部件等,提高其散热性的导热性片的制造方法。

背景技术

以往,个人电脑等各种电气设备、其它设备所搭载的半导体元件中,由于运行而产生热,如果产生的热被蓄积,则对于半导体元件的运行、周边设备产生不良影响,因此使用了各种冷却方法。作为半导体元件等电子部件的冷却方法,已知:在该设备中安装风扇,将设备壳体内的空气进行冷却的方式;在该应当冷却的半导体元件中安装散热片、散热板等热沉的方法等。

在半导体元件中安装热沉来进行冷却的情况下,为了高效地释放半导体元件的热,在半导体元件与热沉之间设置有导热性片。作为导热性片,广泛使用了在有机硅树脂中分散含有碳纤维等导热性填料等填充剂的导热性片(参照专利文献1)。这些导热性填料具有导热的各向异性,例如已知:在使用碳纤维作为导热性填料的情况下,在纤维方向上具有约600W/m·K~1200W/m·K的导热率,在使用氮化硼的情况下,在面方向上具有约110W/m·K的导热率,在与面方向垂直的方向上具有约2W/m·K的导热率,具有各向异性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-023335号公报

专利文献2:日本特开2015-029076号公报

专利文献3:日本特开2015-029075号公报

发明内容

发明所要解决的课题

这里,个人电脑的CPU等电子部件随着其高速化、高性能化,其散热量也有逐年增大的倾向。然而,相反地,处理器等的芯片尺寸由于微细硅电路技术的进步,成为与以往同等尺寸或更小的尺寸,每单位面积的热流速变高。因此,为了避免由该温度上升导致的不良状况等,要求将CPU等电子部件更高效率地散热、冷却。

为了提高导热片的散热特性,要求降低作为表示热的传导难度的指标的热阻抗。为了降低热阻抗,提高相对于作为发热体的电子部件、热沉等散热体的密合性、使导热片变薄来降低热阻抗是有效的。

在将导热成型体切成薄片来制成导热性片的情况下,切削后的片表面具有凹凸,缺乏密合性。如果缺乏密合性,则在安装工序中由于与部件不密合而发生从部件脱落等不良状况,此外,具有由于与作为发热体的电子部件、热沉等散热体的密合性差而会包含空气,不能充分地降低热阻抗这样的问题。

针对这样的问题,还提出了将切削导热成型体而制作的导热片的表面进行压制,或长时间静置,从而使粘合剂树脂的未固化成分渗出到表面来改善导热性片与电子部件的密合性的技术(参照专利文献2、3)。

然而,与厚的导热性片相比,薄的导热性片中所存在的粘合剂树脂的未固化成分少,即使压制也不会充分地渗出至片表面,粘合剂没有均匀地渗出至片表面,因导热片表面位置的不同而产生密合性的偏差,存在热阻抗会上升这样的问题。

此外,切成薄片后的导热性片如果是包含大量未固化成分的柔软的片,那么在电子部件与散热构件之间长时间被加压的话,还有产生伸长而不能维持形状这样的问题。另一方面,如果是硬的导热性片,则粘合剂树脂的未固化成分少,即使压制也不易渗出,达不到覆盖片表面而改善密合性。这样的问题即使在静置导热性片的情况下也是同样的,具有密合性变得不充分的问题。

因此,本发明的目的在于提供使粘合剂树脂的未固化成分高效地渗出至成型体片的表面,提高了密合性的导热性片的制造方法。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题,本发明涉及的导热性片的制造方法包括下述工序:使在粘合剂树脂中含有导热性填料的导热性树脂组合物成型成预定的形状并固化,形成导热性成型体的工序,将上述导热性成型体切削成片状,形成成型体片的工序,在减压环境下将上述成型体片进行压制,从而利用从上述成型体片的片主体渗出的上述粘合剂树脂的未固化成分来被覆上述成型体片的表面的工序。

发明的效果

根据本发明,导热性片通过在减压环境下将成型体片进行压制,从而能够使片主体所担载的粘合剂树脂的未固化成分高效地渗出而被覆片表面。

附图说明

图1为表示应用了本发明的导热性片的截面图。

图2为表示切削导热性成型体的工序的一例的立体图。

图3为表示将粘贴有剥离膜的成型体片在减压环境下进行压制的工序的截面图。

图4为表示半导体装置的一例的截面图。

符号的说明

1导热性片1,2片主体,3剥离膜,5树脂被覆层,6导热成型体,7成型体片。

具体实施方式

以下,参照附图,对应用了本发明的导热性片的制造方法进行详细说明。另外,本发明不仅仅限定于以下实施方式,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。此外,附图为示意性的图,各尺寸的比率等有时与现实的比率不同。具体的尺寸等应当参考以下说明进行判断。此外,当然附图相互间也包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。

应用了本发明的导热性片的制造方法包括下述工序:使在粘合剂树脂中含有导热性填充剂的导热性树脂组合物成型成预定的形状并固化,形成导热性成型体的工序(工序A),将上述导热性成型体切削成片状,形成成型体片的工序(工序B),在减压环境下将上述成型体片进行压制,从而利用从上述成型体片的片主体渗出的上述粘合剂树脂的未固化成分来被覆上述成型体片的表面的工序(工序C)。

经由上述工序而制造的导热性片在成型体片的片主体中担载有无助于反应的粘合剂树脂的未固化成分,通过在减压环境下将上述成型体片进行压制,从而能够使片主体所担载的粘合剂树脂的未固化成分高效地渗出而被覆片表面。

由此,根据本发明,从被薄薄地切出且没有大量包含粘合剂树脂的未固化成分的片主体,也能够在片表面的整面使未固化成分渗出而进行被覆。此外,从粘合剂树脂进行固化的、较硬且形状维持性优异但没有大量包含粘合剂树脂的未固化成分的片主体,也能够在片表面的整面使未固化成分渗出而进行被覆。

因此,根据通过本发明来制造的导热性片,不论片表面的凹凸如何,都能够提高与电子部件、散热构件的密合性,减小热阻抗。此外,根据通过本发明来制造的导热性片,不需要将用于使其与电子部件、散热构件密合的粘着剂涂布于片表面,片的热阻抗不增大。进一步,对于在粘合剂树脂中含有导热性填料的导热片而言,不仅能够减小来自低负荷区域的热阻抗,而且粘性力(粘着力)优异,也能够提高安装性、热特性。

[导热性片的构成]

图1示出应用了本发明的导热性片1。导热性片1具有片主体2,该片主体2是将至少包含高分子基体成分和导热性填充剂的粘合剂树脂固化而成的。片主体2的两面被从片主体2渗出的粘合剂树脂的未固化成分被覆,从而形成树脂被覆层5。而且,导热性片1在片主体2的两面粘附有剥离膜3,在剥离膜3与片主体2之间保持有构成树脂被覆层5的粘合剂树脂的未固化成分。

导热性片1的片主体2的两面由于形成树脂被覆层5而具有粘着性,使用时通过剥离剥离膜3而能够粘贴于预定的位置,而且即使在片主体2的表面具有凹凸的情况下,借助树脂被覆层5,也可提高与电子部件、散热构件的密合性。

[高分子基体成分]

构成片主体2的高分子基体成分是作为导热性片1的基材的高分子成分。对于其种类,没有特别限定,可以适当选择公知的高分子基体成分。例如,作为高分子基体成分之一,可举出热固性聚合物。

作为上述热固性聚合物,可举出例如,交联橡胶、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯、聚酰亚胺有机硅、热固化型聚苯醚、热固化型改性聚苯醚等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

另外,作为上述交联橡胶,可举出例如,天然橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氟橡胶、氨基甲酸酯橡胶、丙烯酸类橡胶、聚异丁烯橡胶、硅橡胶等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

此外,在这些热固性聚合物中,从成型加工性和耐候性优异,而且对电子部件的密合性和追随性方面出发,优选使用有机硅树脂。作为上述有机硅树脂,没有特别限制,可以根据目的来适当选择有机硅树脂的种类。

从获得上述成型加工性、耐候性、密合性等的观点考虑,作为上述有机硅树脂,优选为由液态有机硅凝胶的主剂与固化剂构成的有机硅树脂。作为这样的有机硅树脂,可举出例如,加成反应型液态有机硅树脂、将过氧化物用于硫化的热硫化型混炼型的有机硅树脂等。其中,作为电子设备的散热构件,由于要求电子部件的发热面与热沉面的密合性,因此特别优选为加成反应型液态有机硅树脂。

作为上述加成反应型液态有机硅树脂,优选使用将具有乙烯基的聚有机硅氧烷作为主剂、将具有Si-H基的聚有机硅氧烷作为固化剂的二液性的加成反应型有机硅树脂等。

这里,液态有机硅成分具有作为主剂的有机硅A液成分和包含固化剂的有机硅B液成分,作为有机硅A液成分与有机硅B液成分的配合比例,优选包含有机硅B液成分量以上的有机硅A液成分量。由此,导热性片1能够对片主体2赋予柔软性,并通过压制工序使粘合剂树脂(高分子基体成分)的未固化成分渗出到片主体2的表面2a、2b,形成树脂被覆层5。

此外,本发明的导热片中的上述高分子基体成分的含量没有特别限制,可以根据目的来适当选择,从确保片的成型加工性、片的密合性等观点考虑,优选为15体积%~50体积%左右,更优选为20体积%~45体积%。

[导热性填充剂]

导热性片1所包含的导热性填充剂是用于提高片的导热性的成分。关于导热性填充剂的种类,只要是导热性高的材料则不受特别限定,可举出例如,碳纤维等纤维状导热性填充剂、银、铜、铝等金属、氧化铝、氮化铝、碳化硅、石墨等陶瓷等。在这些纤维状导热性填充剂中,从获得更高的导热性方面考虑,优选使用碳纤维。

另外,关于导热性填充剂,可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。此外,在使用两种以上导热性填充剂的情况下,可以都是纤维状导热性填充剂,也可以混合使用纤维状导热性填充剂与其它形状的导热性填充剂。

关于上述碳纤维的种类,没有特别限制,可以根据目的来适当选择。例如,可以使用沥青系碳纤维、PAN系碳纤维、将PBO纤维石墨化而得的碳纤维,利用电弧放电法、激光蒸发法、CVD法(化学气相生长法)、CCVD法(催化剂化学气相生长法)等来合成的碳纤维。其中,从获得高导热性的方面考虑,更优选为将PBO纤维石墨化而得的碳纤维、沥青系碳纤维。

此外,上述碳纤维可以根据需要将其一部分或全部进行表面处理来使用。作为上述表面处理,可举出例如,氧化处理、氮化处理、硝基化、磺化,或者使金属、金属化合物、有机化合物等附着或结合在通过这些处理而导入至表面的官能团或碳纤维的表面上的处理等。作为上述官能团,可举出例如,羟基、羧基、羰基、硝基、氨基等。

进一步,关于上述碳纤维的平均纤维长度(平均长轴长度),可以没有特别限制地适当选择,从确实地获得高导热性方面考虑,优选为50μm~300μm的范围,更优选为75μm~275μm的范围,特别优选为90μm~250μm的范围。

进一步,关于上述碳纤维的平均纤维直径(平均短轴长度),可以没有特别限制地适当选择,从确实地获得高导热性方面考虑,优选为4μm~20μm的范围,更优选为5μm~14μm的范围。

关于上述碳纤维的长径比(平均长轴长度/平均短轴长度),从确实地获得高导热性方面考虑,优选为8以上,更优选为9~30。如果上述长径比小于8,则碳纤维的纤维长度(长轴长度)短,因此会有导热率降低的担忧,另一方面,如果超过30,则导热片中的分散性降低,因此会有得不到充分的导热率的担忧。

这里,上述碳纤维的平均长轴长度和平均短轴长度可以通过例如显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)等进行测定,由多个样品算出平均值。

此外,作为导热性片1中的上述纤维状导热性填充剂的含量,没有特别限制,可以根据目的来适当选择,优选为4体积%~40体积%,更优选为5体积%~35体积%。如果上述含量小于4体积%,则有难以获得充分低的热阻抗的担忧,如果超过40体积%,则会有影响导热性片1的成型性和上述纤维状导热性填充剂的取向性的担忧。此外,导热性片1中的包含纤维状导热性填充剂的导热性填料的含量优选为15体积%~75体积%。

[无机物填料]

导热性片1中,作为导热性填充剂,可以进一步含有无机物填料。通过含有无机物填料,能够进一步提高导热性片1的导热性,提高片的强度。作为上述无机物填料,形状、材质、平均粒径等没有特别限制,可以根据目的来适当选择。作为上述形状,可举出例如球状、椭圆球状、块状、粒状、扁平状、针状等。其中,从填充性方面出发,优选为球状、椭圆形状,特别优选为球状。

作为上述无机物填料的材料,可举出例如,氮化铝(氮化铝:AlN)、二氧化硅、氧化铝(Aluminium oxide)、氮化硼、二氧化钛、玻璃、氧化锌、碳化硅、硅(silicon)、氧化硅、金属粒子等。它们可以单独使用一种,也可以并用两种以上。其中,优选为氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌、二氧化硅,从导热率方面出发,特别优选为氧化铝、氮化铝。

此外,上述无机物填料可以使用实施了表面处理的无机物填料。作为上述表面处理,如果利用偶联剂来处理上述无机物填料,则上述无机物填料的分散性提高,导热片的柔软性提高。

关于上述无机物填料的平均粒径,可以根据无机物的种类等来适当选择。在上述无机物填料为氧化铝的情况下,其平均粒径优选为1μm~10μm,更优选为1μm~5μm,特别优选为4μm~5μm。如果上述平均粒径小于1μm,则有粘度变大,变得不易混合的担忧。另一方面,如果上述平均粒径超过10μm,则有导热性片1的热阻抗变大的担忧。

进一步,在上述无机物填料为氮化铝的情况下,其平均粒径优选为0.3μm~6.0μm,更优选为0.3μm~2.0μm,特别优选为0.5μm~1.5μm。如果上述平均粒径小于0.3μm,则有粘度变大,变得不易混合的担忧,如果超过6.0μm,则有导热性片1的热阻抗变大的担忧。

另外,上述无机物填料的平均粒径,例如可以通过粒度分布计、扫描型电子显微镜(SEM)来测定。

[其它成分]

导热性片1除了上述高分子基体成分和导热性填充剂以外,还可以根据目的适当包含其它成分。作为其它成分,可举出例如,磁性金属粉、触变性赋予剂、分散剂、固化促进剂、缓凝剂、微增粘剂、增塑剂、阻燃剂、抗氧化剂、稳定剂、着色剂等。此外,也可以通过调整磁性金属粉的含量,来对导热性片1赋予电磁波吸收性能。

[导热性片的制造工序]

[工序A]

接着,关于导热性片1的制造工序进行说明。如上述那样,应用了本发明的导热性片1的制造工序包括工序A,即,使在粘合剂树脂中含有导热性填充剂的导热性树脂组合物成型成预定的形状并固化,形成导热性成型体的工序。

在该工序A中,将上述高分子基体成分和导热性填充剂、适当含有的其它成分进行配合,调制导热性树脂组合物。另外,关于将各成分进行配合、调制的步骤,不受特别限定,例如,在高分子基体成分中添加导热性填充剂、适当的无机物填料、磁性金属粉、其它成分,进行混合,从而进行导热性树脂组合物的调制。

接着,使碳纤维等纤维状导热性填充剂沿一个方向取向。该填充剂的取向方法只要是能使其沿一个方向取向的方法,就不受特别限定。例如,通过在高剪切力下将上述导热性树脂组合物挤出或压入至中空状的模具内,能够比较容易地使纤维状导热性填充剂沿一个方向取向,使上述纤维状导热性填充剂的取向相同(±10°以内)。

作为上述在高剪切力下将上述导热性树脂组合物挤出或压入至中空状的模具内的方法,具体而言,可举出挤出成型法或模具成型法。在上述挤出成型法中将上述导热性树脂组合物从模头挤出时,或在上述模具成型法中将上述导热性树脂组合物压入至模具时,上述导热性树脂组合物流动,纤维状导热性填充剂沿其流动方向取向。此时,如果在模头的前端安装狭缝,则更易于使纤维状导热性填充剂取向。

挤出或压入至中空状的模具内的上述导热性树脂组合物,被成型为与该模具的形状、大小相应的块(block)形状,在维持纤维状导热性填充剂的取向状态的状况下通过使上述高分子基体成分固化而进行固化,从而形成导热性成型体。所谓导热性成型体,是指作为切断成预定尺寸而获得的导热性片1的原料的片切出用母材(成型体)。

中空状的模具以及导热性成型体的大小和形状可以根据所要求的导热性片1的大小、形状来确定,可举出例如,截面的纵向大小为0.5cm~15cm且横向大小为0.5cm~15cm的长方体。长方体的长度根据需要进行决定即可。

关于使上述高分子基体成分固化的方法、条件,可以根据高分子基体成分的种类来改变。例如,在上述高分子基体成分为热固性树脂的情况下,可以调整热固化时的固化温度。进一步,在该热固性树脂含有液态有机硅凝胶的主剂和固化剂的情况下,优选在80℃~120℃的固化温度进行固化。此外,作为热固化时的固化时间,没有特别限制,可以设为1小时~10小时。

这里,在工序A中,并不是全部量的高分子基体成分发生了固化,而是担载有未固化成分。该未固化成分在后述的减压环境下的成型体片的压制工序中渗出于片表面,形成具有粘着性的树脂被覆层。

[工序B]

应用了本发明的导热性片1的制造工序如图2所示那样,包括工序B,即,将导热性成型体6切削成片状,形成成型体片7的工序。在该工序B中,以相对于取向后的纤维状导热性填充剂的长轴方向成0°~90°的角度的方式,将导热性树脂成型体6切断成片状。

此外,关于导热性成型体6的切断,使用切削装置来进行。关于切削装置,只要是能切断导热性成型体6的装置,就不受特别限定,可以适当使用公知的切削装置。例如,可以使用超声波切割器、刨子(刨)等。

成型体片7的厚度为导热性片1的片主体的厚度,可以根据导热性片1的用途来适当设定,例如为0.2mm~1.0mm。

另外,在工序B中,也可以通过对于从导热性成型体6切出的成型体片7施加切痕,来将多个成型体片7进行小片化。

[工序C]

应用了本发明的导热性片1的制造工序包括工序C,即,通过在减压环境下将成型体片7进行压制,从而利用从成型体片7的片主体渗出的上述粘合剂树脂的未固化成分来被覆成型体片7的表面的工序。

所谓减压环境下,是指与不进行任何减压处理的常压(大气压)环境下相比为低压,设定为能够使粘合剂树脂的未固化成分在片表面的整面渗出的真空压力,可根据成型体片厚、作为构成粘合剂树脂的液态有机硅成分的主剂的有机硅A液成分与包含固化剂的有机硅B液成分的配合比例等来进行适当设定。例如,作为减压环境下,以将大气压设为零的所谓表压计可以设定为-0.2kPa。该压制工序中的真空压力x(kPa)如果过低,则粘合剂树脂的未固化成分挥发而损害片表面的粘性,如果过高,则不能促进未固化成分的渗出,例如,可适当设定为-5.0kPa≤x≤-0.1kPa的范围。

关于上述压制,例如,可以使用由平盘与表面平坦的压头形成的一对压制装置来进行。此外,也可以使用夹辊来进行压制。

作为上述压制时的压力,没有特别限制,可以根据目的来适当选择,如果过低,则会有与不进行压制时相比热阻抗不变的倾向,如果过高,则有片拉伸的倾向,因此优选设为0.1MPa~100MPa的压力范围,更优选设为0.5MPa~95MPa的压力范围。

这里,如上述那样,导热性成型体中,并不是全部量的高分子基体成分发生了固化,而是成型体片在片主体担载有粘合剂树脂(高分子基体成分)的未固化成分,通过减压环境下的压制工序而使该未固化成分的一部分高效地渗出至片表面。由此,能够形成在片表面形成有树脂被覆层的导热性片1。导热性片1由于在片表面形成的树脂被覆层5而具有粘着性。

此外,通过经历压制工序,从而成型体片的表面被平滑化,由此增强导热性片1的密合性,能够减轻轻负荷时的界面接触阻抗。

这样,根据本发明,从被薄薄地切出且没有大量包含粘合剂树脂的未固化成分的片主体,也能够在片表面的整面使未固化成分渗出而进行被覆。此外,从粘合剂树脂进行固化的、较硬且形状维持性优异但没有大量包含粘合剂树脂的未固化成分的片主体,也能够在片表面的整面使未固化成分渗出而进行被覆。

因此,根据通过本发明来制造的导热性片,不论片表面的凹凸如何,都能够提高与电子部件、散热构件的密合性,减小热阻抗。此外,根据通过本发明来制造的导热性片,不需要将用于使其与电子部件、散热构件密合的粘着剂涂布于片表面,片的热阻抗不增大。进一步,对于在粘合剂树脂中含有导热性填料的导热片而言,不仅能够减小来自低负荷区域的热阻抗,而且粘性力(粘着力)优异,能够提高安装性、热特性。

[剥离膜]

另外,在上述工序C中,如图3所示那样,优选以在成型体片7的至少一面、优选两面上粘贴有剥离膜3的状态进行压制。作为剥离膜3,例如使用PET膜。此外,就剥离膜3而言,也可以对于向成型体片7表面的粘贴面实施剥离处理。

通过在成型体片7的片主体的表面粘贴剥离膜3,从而在减压环境下的压制工序中渗出至片表面的未固化成分由于在与剥离膜3之间作用的张力而被保持于片表面,能够形成以均匀的厚度均匀地被覆片表面的整面的树脂被覆层5。由此,导热性片1能够消除密合性的偏差,降低热阻抗。

通过经历以上工序,形成导热性片1。另外,导热性片1通过在实际使用时剥离剥离膜3,从而露出具有粘着性的树脂被覆层5,供于向电子部件等的安装。

[使用形态例]

实际使用时,将导热性片1的剥离膜3剥离,并安装于例如半导体装置等电子部件、各种电子设备的内部。

导热性片1例如,如图4所示那样,安装于内置在各种电子设备中的半导体装置50,并被夹持于热源与散热构件之间。图4所示的半导体装置50至少具有电子部件51、均热片(heat spreader)52以及导热性片1,导热性片1被夹持于均热片52与电子部件51之间。通过使用导热性片1,从而半导体装置50具有高散热性,此外根据粘合剂树脂中的磁性金属粉的含量,电磁波抑制效果也优异。

作为电子部件51,没有特别限制,可以根据目的来适当选择,可举出例如,CPU、MPU、图形处理元件、图像传感器等各种半导体元件、天线元件、电池等。均热片52只要是将电子部件51发出的热进行散热的构件,就没有特别限制,可以根据目的来适当选择。导热性片1被夹持于均热片52与电子部件51之间。此外导热性片1通过被夹持于均热片52与热沉53之间,从而与均热片52一起构成将电子部件51的热进行散热的散热构件。

导热片1的安装位置不限于均热片52与电子部件51之间、均热片52与热沉53之间,当然可以根据电子设备、半导体装置的构成进行适当选择。此外,作为散热构件,除了均热片52、热沉53以外,只要是将从热源产生的热进行传导而发散至外部的散热构件即可,可举出例如,散热器、冷却器、芯片座、印刷基板、冷却风扇、珀耳帖元件、热管、金属盖(metalcover)、壳体等。

实施例

以下,对于本发明的实施例进行说明。在实施例和比较例中,改变导热性树脂组合物的粘合剂成分与固化剂成分的成分比来形成导热片的样品,对于各样品,测定胶粘性和热阻抗值。

[胶粘性的测定]

使用胶粘试验机(TACKINESS TESTER MODEL TACII,力世科公司),测定压制前和刚压制后的各样品的片表面的胶粘性(gf)。胶粘性采用将矩形样品的四个角部分和中央部分的5点测定3次而得到的测定值的平均值。测定条件如下所述。

按压速度(Immersion speed):30mm/min

拉伸速度(Test speed):120mm/min

初始负荷(Pre speed):196g

按压时间(Press time):5sec

拉伸距离(Distance):5mm

模头:

Figure BDA0002126795850000121

[热阻抗值的测定]

通过按照ASTM-D5470的方法,在负荷1.0kgf/cm2下测定各样品的热阻抗值(K·cm2/W)。

[实施例1]

如表1所示那样,在二液性的加成反应型液态有机硅中,将用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径4μm的氧化铝粒子42体积%和作为纤维状填料的平均纤维长度150μm的沥青系碳纤维23体积%进行混合,调制出有机硅组合物(导热性树脂组合物)。二液性的加成反应型液态有机硅树脂使用将有机聚硅氧烷作为主成分的有机硅树脂,以使有机硅A剂与B剂的配合比成为57:43的方式进行了配合。

将获得的有机硅组合物在中空四棱柱状的模具(50mm×50mm)中挤出成型,成型为50mm见方的有机硅成型体。将有机硅成型体利用烘箱在100℃加热6小时,制成有机硅固化物(导热性成型体)。利用切片机切断有机硅固化物,使厚度成为0.5mm,获得了成型体片。将所得的成型体片用进行了剥离处理的PET膜夹住后,按照压力2MPa、温度100℃、压制时间3分钟的条件,在表压为-2.0kPa的减压环境下进行真空压制,从而获得了导热片的样品。样品的胶粘性是压制前为20gf,压制后为178gf。热阻抗值为0.3K·cm2/W。

[实施例2]

如表1所示那样,在二液性的加成反应型液态有机硅中,将用硅烷偶联剂进行了偶联处理的平均粒径4μm的氧化铝粒子20体积%和氮化铝粒子24体积%以及作为纤维状填料的平均纤维长度150μm的沥青系碳纤维23体积%进行混合,调制出有机硅组合物(导热性树脂组合物)。二液性的加成反应型液态有机硅树脂使用将有机聚硅氧烷作为主成分的有机硅树脂,以使有机硅A剂与B剂的配合比成为50:50的方式进行了配合。

将获得的有机硅组合物在中空四棱柱状的模具(50mm×50mm)中挤出成型,成型为50mm见方的有机硅成型体。将有机硅成型体利用烘箱在100℃加热6小时,制成有机硅固化物(导热性成型体)。利用切片机切断有机硅固化物,使厚度成为0.5mm,获得了成型体片。将所得的成型体片用经剥离处理的PET膜夹住后,按照压力2MPa、温度100℃、压制时间3分钟的条件,在表压为-2.0kPa的减压环境下进行真空压制,从而获得了导热片的样品。样品的胶粘性是压制前为19gf,压制后为124gf。热阻抗值为0.25K·cm2/W。

[实施例3]

如表1所示那样,将与实施例2同样的有机硅组合物(导热性树脂组合物)在中空四棱柱状的模具(50mm×50mm)中挤出成型,成型为50mm见方的有机硅成型体。将有机硅成型体利用烘箱在100℃加热6小时,制成有机硅固化物(导热性成型体)。利用切片机切断有机硅固化物,使厚度成为1.0mm,获得了成型体片。将所得的成型体片用经剥离处理的PET膜夹住后,按照压力2MPa、温度100℃、压制时间3分钟的条件,在表压为-2.0kPa的减压环境下进行真空压制,从而获得了导热片的样品。样品的胶粘性是压制前为18gf,压制后为152gf。热阻抗值为0.40K·cm2/W。

[比较例1]

如表1所示那样,将与实施例1同样的有机硅组合物(导热性树脂组合物)在中空四棱柱状的模具(50mm×50mm)中挤出成型,成型为50mm见方的有机硅成型体。将有机硅成型体利用烘箱在100℃加热6小时,制成有机硅固化物(导热性成型体)。利用切片机切断有机硅固化物,使厚度成为0.5mm,获得了成型体片。将所得的成型体片用经剥离处理的PET膜夹住后,按照压力2MPa、温度100℃、压制时间3分钟的条件,在大气压环境下进行压制,从而获得了导热片的样品。样品的胶粘性是压制前为12gf,压制后为38gf。热阻抗值为0.40K·cm2/W。

[比较例2]

如表1所示那样,将与实施例2同样的有机硅组合物(导热性树脂组合物)在中空四棱柱状的模具(50mm×50mm)中挤出成型,成型为50mm见方的有机硅成型体。将有机硅成型体利用烘箱在100℃加热6小时,制成有机硅固化物(导热性成型体)。利用切片机切断有机硅固化物,使厚度成为0.5mm,获得了成型体片。将所得的成型体片用经剥离处理的PET膜夹住后,按照压力2MPa、温度100℃、压制时间3分钟的条件,在大气压环境下进行压制,从而获得了导热片的样品。样品的胶粘性是压制前为14gf,压制后为19gf。热阻抗值为0.35K·cm2/W。

[比较例3]

如表1所示那样,将与实施例2同样的有机硅组合物(导热性树脂组合物)在中空四棱柱状的模具(50mm×50mm)中挤出成型,成型为50mm见方的有机硅成型体。将有机硅成型体利用烘箱在100℃加热6小时,制成有机硅固化物(导热性成型体)。利用切片机切断有机硅固化物,使厚度成为1.0mm,获得了成型体片。将所得的成型体片用经剥离处理的PET膜夹住后,按照压力2MPa、温度100℃、压制时间3分钟的条件,在大气压环境下进行压制,从而获得了导热片的样品。样品的胶粘性是压制前为13gf,压制后为15gf。热阻抗值为0.48K·cm2/W。

[表1]

Figure BDA0002126795850000151

如实施例1~3那样,将成型体片用经剥离处理的PET膜夹住后,进行了真空压制的情况下,胶粘性变大,粘合剂树脂的未固化成分高效地渗出到了成型体片的表面。

如果将实施例1与比较例1进行对比,则可知即使在片厚度薄至0.5mm,片主体内所担载的未固化成分少,在常压下不易发生未固化成分的渗出的条件下,在减压环境下也能够促进未固化成分的渗出,胶粘性也高,在片表面的整面获得了粘性。

此外,实施例2、3和比较例2、3中,都是通过使有机硅A剂与B剂的配合比成为50:50的方式进行了配合,从而片主体内所担载的未固化成分少,此外硬度也变高,是不易发生未固化成分渗出的条件,但在减压环境下能够促进未固化成分的渗出,此外,在实施例2中,即使在片厚度为0.5mm的进一步不易发生未固化成分渗出的条件下,也通过未固化成分的渗出而在表面表现出了粘性。

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