專利名稱：熱傳導性片及其制造方法
技術領域：
本發明涉及熱傳導性片及其制造方法，詳細而言涉及用于各種放熱用途的熱傳導性片及其制造方法。
背景技術：
近年來，在混合設備、高亮度LED設備、電磁感應加熱設備等中采用利用半導體元件來轉換和控制電力的電力電子學技術。在電力電子學技術中，由于將大電流轉換為熱等， 因此對配置在半導體元件中的材料要求高放熱性(高熱傳導性)。此外，為了將其可靠地配置在半導體元件中，對上述材料還要求與半導體元件的高粘接性。
例如，提出了一種熱傳導性片，其通過使具有熱傳導性的無機填充劑分散于具有粘接性的環氧樹脂中而成，具體而言，所述無機填充劑為凝集球狀的氮化硼和球狀的氧化鋁(例如，日本特開2008-297429號公報。)。發明內容
近年來，根據熱傳導性片的用途或目的，需要使其在沿著所配置的半導體元件的方向、即相對于熱傳導性片的厚度方向的正交方向(面方向)放熱，在該情況下，對熱傳導性片尤其具有更進一步提高面方向的熱傳導性的要求。但是，由于日本特開2008-297429 號公報中記載的熱傳導性片的熱傳導性為各向同性，即厚度方向的熱傳導性和面方向的熱傳導性為同等程度，因此存在無法滿足上述要求的不良情況。
此外，在日本特開2008-297429號公報的熱傳導性片中，為了更進一步提高面方向的熱傳導性，還提出了提高無機填充劑的配合比例的試行方案，在該情況下，存在粘接性顯著降低、可靠性降低等不良情況。
本發明的目的在于，提供粘接性及相對于厚度方向的正交方向的熱傳導性者兩者均優異的熱傳導性片及其制造方法。
本發明的熱傳導性片，其特征在于，對銅箔的剝離粘接力為2N/10mm以上，厚度方向的熱傳導率(TCl)為4W/m · K以上，相對于上述厚度方向的正交方向的熱傳導率(TC2) 為20W/m*K以上，上述正交方向的熱傳導率(TC2)與上述厚度方向的熱傳導率(TCl)之比 (TC2/TC1)為 3 以上。
此外，優選的是，本發明的熱傳導性片含有填料和環氧樹脂，所述填料含有板狀粒子和非板狀粒子，且上述填料的含有比例為40體積％以上。
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述板狀粒子相對于上述非板狀粒子的含有比例以體積基準計為4/3 6/1。
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述板狀粒子的長厚比為2以上且 10000以下。
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述非板狀粒子的長厚比為1以上且小于2。
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述板狀粒子由氮化硼構成。
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述非板狀粒子由選自金屬氧化物、 金屬氫氧化物和金屬氮化物組成的組中的至少一種無機成分構成。
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述非板狀粒子由選自由氧化鋁、氫氧化鋁和氮化鋁組成的組中的至少一種鋁化合物構成。
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述板狀粒子的最大長度的平均值為 I 100 μ m0
此外，優選的是，在本發明的熱傳導性片中，上述非板狀粒子的最大長度的平均值為 I 100 μ m。
此外，本發明提供一種熱傳導性片的制造方法，其特征在于，具備準備工序，準備樹脂組合物，所述樹脂組合物含有填料和環氧樹脂，上述填料的含有比例為40體積％以上，所述填料含有板狀粒子和非板狀粒子；以及，制片工序，通過熱壓對上述樹脂組合物進行制片。
通過本發明的熱傳導性片的制造方法得到的本發明的熱傳導性片，其對銅箔的剝離粘接力為2N/10mm以上，因此粘接力優異。
此外，本發明的熱傳導性片的厚度方向的熱傳導率(TCl)為4W/m*K以上，相對于厚度方向的正交方向的熱傳導率(TC2)為20W/m*K以上，正交方向的熱傳導率(TC2)與厚度方向的熱傳導率(TCl)之比(TC2/TC1)為3以上，因此正交方向的熱傳導性優異。
因此，本發明的熱傳導性片的粘接性及正交方向的熱傳導性這兩者均優異。
因此，作為粘接性優異且正交方向的熱傳導性優異的熱傳導性片，可以使用在各種放熱用途中。


圖1是表示本發明的熱傳導性片的一個實施方式的立體圖。
具體實施方式
·
本發明的熱傳導性片只要具有后述的剝離粘接力和熱傳導率，則其組成沒有特別的限制，例如含有填料和樹脂。
作為形成填料的成分，例如可列舉出無機成分等，作為這樣的無機成分，例如可列舉出氧化物、氫氧化物、氮化物、碳化物、金屬、碳系材料等。
作為氧化物，例如可列舉出氧化鋁(包括氧化鋁、氧化鋁的水合物。)、氧化鐵、氧化鎂(magnesia),氧化鈦(titania)、氧化鋪(ceria)、氧化錯(zirconia)等金屬氧化物。 此外，作為氧化物，例如可列舉出鈦酸鋇等復合金屬氧化物、以及摻雜有金屬離子的、例如氧化銦錫、氧化銻錫等摻雜處理金屬氧化物。進而，作為氧化物，例如也可列舉出氧化硅 (silica)等非金屬氧化物。
作為氫氧化物，例如可列舉出氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂等金屬氫氧化物。
作為氮化物，例如可列舉出氮化鋁、氮化鎵、氮化鉻、氮化鎢、氮化鎂、氮化鑰、氮化鋰等金屬氮化物。進而，作為氮化物，例如也可列舉出氮化硅、氮化硼等非金屬氮化物。
作為碳化物，例如可列舉出碳化鋁、碳化鈦、碳化鎢等金屬碳化物。進而，作為碳化物，例如也可列舉出碳化硅、碳化硼等非金屬碳化物。
作為金屬，例如可列舉出銅、金、鎳、錫、鐵或它們的合金。
作為碳系材料，例如可列舉出碳黑、石墨、金剛石、富勒烯、碳納米管、碳納米纖維、 納米角(nanohorn)、微米螺旋碳纖維(carbon microcoil)、納米螺旋碳纖維等。
作為填料的形狀,可列舉出板狀及非板狀等。板狀包括鱗片狀。非板狀為板狀以外的形狀，例如可列舉出球狀、塊狀、針狀等。
換言之，作為填料，可列舉出板狀粒子和非板狀粒子等。
作為板狀粒子，例如可列舉出由上述的無機成分構成的板狀粒子，優選列舉出由氧化物構成的板狀粒子(板狀氧化物粒子)、由氮化物構成的板狀粒子(板狀氮化物粒子)。
具體而言，作為板狀氧化物粒子，例如可列舉出板狀氧化鋁一水合物粒子、板狀氧化鎂粒子等板狀金屬氧化物粒子等。
此外，作為板狀氮化物粒子，可列舉出例如板狀氮化硼粒子等板狀非金屬氮化物粒子、例如板狀氮化鋁粒子等板狀金屬氮化物粒子等。
作為板狀粒子，優選列舉出板狀氮化物粒子，進一步優選列舉出板狀非金屬氮化物粒子。
這些板狀粒子可以單獨使用或2種以上并用。
板狀粒子的平均粒徑(最大長度的平均值)例如為Iym以上，優選為3μπι以上， 進一步優選為5 μ m以上,進一步優選為10 μ m以上,進一步優選為20 μ m以上,進一步優選為30 μ m以上,進一步優選為40 μ m以上,通常例如為100 μ m以下,優選為90 μ m以下。此外，板狀粒子的平均粒徑(最大長度的平均值)例如為I 100 μ m,還優選為3 90 μ m。
另外，板狀粒子的最大長度的平均值例如通過光散射法來測定。具體而言，板狀粒子的最大長度的平均值是用動態光散射式粒度分布測定裝置測定的體積平均粒徑。
在板狀粒子的最大長度的平均值超過上述范圍時，有時會使熱傳導性片變脆。在板狀粒子的最大長度的平均值小于上述范圍時，有時會使面方的熱傳導性降低。
此外，板狀粒子的厚度即相對于最大長度方向的正交方向的長度的平均值例如為 0. 01 20 μ m，優選為 0.1 15 μ m。
板狀粒子的厚度使用掃描型電子顯微鏡(SEM)或透射型電子顯微鏡(TEM)來測定。
此外，板狀粒子的長厚比(最大長度的平均值/厚度)例如為2以上且10000以下，優選為10以上且5000以下。
在板狀粒子的長厚比超過上述范圍時，有時會使熱傳導性片變脆。在板狀粒子的長厚比小于上述范圍時，有時會使面方向的熱傳導性降低。
另外，板狀粒子的最大長度的平均值和厚度例如通過光散射法來測定。具體而言， 平均粒徑是用動態光散射式粒度分布測定裝置測定的體積平均粒徑。
此外，板狀粒子可以使用市售品或對其進行加工的加工品。
作為市售品，例如可列舉出板狀氮化硼粒子的市售品等，作為板狀氮化硼粒子的市售品，具體而言，例如可列舉出Momentive Performance Materials Japan(株)制造的 “PT”系列(例如，“PT-110”等)、昭和電工(株)制造的“SH0BN UHP”系列(例如，“SH0BNUHP-1” 等)等。
非板狀為板狀以外的形狀,例如可列舉出球狀、塊狀(除球狀外的不規則形狀)、 針狀等。非板狀粒子為板狀以外的形狀的粒子，例如可列舉出球狀粒子、塊狀粒子、針狀粒子等。優選列舉出球狀粒子、塊狀粒子。
作為非板狀粒子，例如可列舉出由上述無機成分構成的非板狀粒子，優選列舉出由氧化物構成的非板狀粒子(非板狀氧化物粒子)，進一步優選列舉出由金屬氧化物構成的非板狀粒子(非板狀金屬氧化物粒子)，此外，優選列舉出由氫氧化物構成的非板狀粒子 (非板狀氫氧化物粒子)，進一步優選列舉出由金屬氫氧化物構成的非板狀粒子(非板狀金屬氫氧化物粒子)，此外，優選列舉出由氮化物構成的非板狀粒子(非板狀氮化物粒子)，進一步優選列舉出由金屬氮化物構成的非板狀粒子(非板狀金屬氮化物粒子)。
具體而言，作為非板狀金屬氧化物粒子，例如可列舉出球狀氧化鋁粒子、球狀氧化鈦粒子等球狀金屬氧化物粒子，此外，例如可列舉出針狀氧化鐵粒子等針狀金屬氧化物粒子。
此外，作為非板狀金屬氫氧化物粒子，例如可列舉出塊狀氫氧化鋁粒子等塊狀金屬氫氧化物粒子。
此外，作為非板狀金屬氮化物粒子，例如可列舉出球狀氮化鋁粒子等球狀金屬氮化物粒子。
作為非板狀粒子，進一步優選列舉出球狀氧化鋁粒子、塊狀氫氧化鋁粒子、球狀氮化鋁粒子(即，由鋁化合物構成的非板狀粒子)。
這些非板狀粒子可以單獨使用或2種以上并用。
非板狀粒子的最大長度的平均值(平均粒徑)例如為I 100 μ m，優選為3 90 μ m,進一步優選為10 80 μ m。
非板狀粒子的最大長度的平均值(平均粒徑)例如通過光散射法來測定。具體而言，非板狀粒子的最大長度 的平均值(平均粒徑)是用動態光散射式粒度分布測定裝置測定的體積平均粒徑。
此外，非板狀粒子的相對于最大長度方向的正交方向的長度的平均值例如為I 100 μ m,優選為3 90 μ m，進一步優選為10 80 μ m。
非板狀粒子的相對于最大長度方向的正交方向的長度的平均值使用掃描型電子顯微鏡(SEM)或透射型電子顯微鏡(TEM)來測定。
此外，非板狀粒子的長厚比(最大長度的平均值/正交方向的長度的平均值)例如為I以上且10000以下，優選為I以上且小于2。
具體而言，在非板狀粒子為塊狀粒子的情況下，非板狀粒子的長厚比例如小于2， 優選為1.5以下，通常為I以上。此外，在非板狀粒子為針狀粒子的情況下，非板狀粒子的長厚比例如為2 10000，優選為10 5000。另外，在非板狀粒子為球狀粒子的情況下，非板狀粒子的長厚比實質上為I。
此外，非板狀粒子可以使用市售品或對其進行加工的加工品。
作為市售品，例如可列舉出塊狀氫氧化鋁粒子、塊狀氧化鋁粒子的市售品等。
作為塊狀氫氧化鋁粒子的市售品，具體而言，例如可列舉出昭和電工(株)制造的 “H” 系列(例如，“H-10”、“H-10ME” 等)等。
此外，作為塊狀氧化鋁粒子的市售品，具體而言，例如可列舉出昭和電工(株)制造的“AS”系列(例如，“AS-10”、“AS-50”等)等。
就填料而言，從其流動性等的觀點出發，可以根據需要利用硅烷偶聯劑等通過公知的方法對其進行表面處理。
相對于熱傳導性片，填料的含有比例以質量基準計例如為30 99質量％，優選為 50 95質量進一步優選為60 90質量％。此外,相對于熱傳導性片，填料的含有比例以體積基準計例如為40體積％以上，優選為40 95體積％，進一步優選為40 90體積％。
此外，在填料中，板狀粒子相對于非板狀粒子的含有比例R (板狀粒子/非板狀粒子)以體積基準計例如為4/3 6/1，優選為5/2 6/1，進一步優選為3/1 6/1。
換言之，相對于板狀粒子及非板狀粒子的總量，板狀粒子的含有比例以體積基準計例如為50 99體積％，優選為52 95體積％，進一步優選為55 90體積％。此外， 相對于板狀粒子及非板狀粒子的總量，非板狀粒子的含有比例以體積基準計例如為I 50 體積％，優選為5 48體積％，進一步優選為10 45體積％。
在板狀粒子相對于非板狀粒子的含有比例R超過上述范圍時，有時會使熱傳導性片變脆。在板狀粒子相對于非板狀粒子的含有比例R小于上述范圍時，有時會使面方向的熱傳導性降低。
作為樹脂，例如可列舉出熱固化性樹脂、熱塑性樹脂等。
作為熱固化性樹脂，例如可列舉出環氧樹脂、熱固化性聚酰亞胺、酚醛樹脂、硅酮樹脂等。
作為熱塑性樹脂，例如可列舉出聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等)、丙烯酸樹脂(例如，聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚醋酸乙烯酯等。
作為樹脂，優選列舉出熱固化性樹脂，進一步優選列舉出環氧樹脂。
環氧樹脂為在常溫下液體狀、半固體狀及固體狀的任一種形態，優選為固體狀。
具體而言，作為環氧樹脂，可列舉出例如雙酚型環氧樹脂(例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、二聚物酸改性雙酚型環氧樹脂等)、酚醛清漆型環氧樹脂(例如苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂等)、萘型環氧樹脂、芴型環氧樹脂(例如聯芳基芴型環氧樹脂等)、三苯基甲烷型環氧樹脂(例如三羥基苯基甲烷型環氧樹脂等)等芳香族系環氧樹脂；例如三環氧丙基異氰尿酸酯(三縮水甘油基異氰尿酸酯)、乙內酰脲環氧樹脂等含氮環環氧樹脂； 例如脂肪族型環氧樹脂了 ；例如脂環式環氧樹脂(例如二環環型環氧樹脂等)；例如縮水甘油基醚型環氧樹脂；例如縮水甘油基胺型環氧樹脂等。
這些環氧樹脂可以單獨使用或2種以上并用。
作為環氧樹脂，優選列舉出物性相異的2種以上的環氧樹脂的并用。
此外，環氧樹脂的環氧當量例如為100 1000g/eqiv·，優選為150 700g/ eqiv.。另外，在并用物性相異的2種環氧樹脂的情況下，一個環氧樹脂的環氧當量優選為 100 300g/eqiv.,另一環氧樹脂的環氧當量優選為500 1000g/eqiv.。
環氧樹脂的軟化溫度(環球法)例如為20 85°C，優選為40 80°C。
此外，環氧樹脂在150°C下的熔融粘度例如為IPa ·s以下，優選為0.1Pa *s以下，通常為O. OOOlPa · s以上。
利用依據JISK7233 (氣泡粘度計法)(1986)的運動粘度試驗(溫度 250C ±0.5°C，溶劑丁基卡必醇，樹脂(固體成分)濃度40質量％)測定的環氧樹脂的運動粘度例如為 IX 1(Γ4 4Χ l(T4m2/s，優選為1. 5X 1(Γ4 3Χ l(T4m2/s。
另外，在依據JISK7233(氣泡粘度計法)(1986)的運動粘度試驗中，對樹脂樣品中的氣泡的上升速度和標準樣品(運動粘度已知)中的氣泡的上升速度進行比較，上升速度一致的標準樣品的運動粘度判定為環氧樹脂的運動粘度，由此測定環氧樹脂的運動粘度。
此外，通過使環氧樹脂中含有例如固化劑和固化促進劑，從而可以制備成為環氧樹脂組合物。
固化劑是能夠通過加熱使環氧樹脂固化的潛在性固化劑(環氧樹脂固化劑)，例如可列舉出苯酚化合物、酸酐化合物、酰胺化合物、酰肼化合物、咪唑啉化合物、尿酸化合物、聚硫醚化合物等。優選列舉出苯酚化合物。這些固化劑可以單獨使用或2種以上并用。
苯酚化合物例如為固體狀，軟化點例如為50 100°C，羥基當量例如為100 250 (g/eqiv.)。
作為固化促進劑，可列舉出例如2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑等咪唑化合物；例如三亞乙基二胺、三-2，4，6-二甲基氨基甲基苯酚等叔胺化合物；例如三苯基膦、四苯基鱗四苯基硼酸酯、四正丁基鱗-ο，ο-二乙基二硫代磷酸酯等磷化合物；例如季銨鹽化合物；例如有機金屬鹽化合物；例如它們的衍生物等。優選列舉出咪唑化合物。
這些固化促進劑可以單獨使用或2種以上并用。
相對于環氧樹脂100質量份，固化劑的含有比例例如為O. 5 50質量份,優選為 I 40質量份,固化促進劑的含 有比例例如為O.1 10質量份,優選為O. 2 5質量份。
環氧樹脂組合物中的環氧樹脂的含有比例是上述固化劑和固化促進劑的余量。
可以根據需要通過溶劑溶解和/或分散上述的固化劑和/或固化促進劑而制成溶液和/或溶劑分散液。
作為溶劑，可列舉出例如丙酮、甲乙酮等酮；例如醋酸乙酯等酯；例如N，N- 二甲基甲酰胺等酰胺等有機溶劑等。此外，作為溶劑，也可列舉例如水；例如甲醇、乙醇、丙醇、 異丙醇等醇等水系溶劑。
相對于熱傳導性片，樹脂的含有比例以質量基準計例如為I 70質量％，優選為 5 50質量％，進一步優選為10 40質量％。
此外，相對于熱傳導性片，樹脂的含有比例以體積基準計例如為60體積％以下， 優選為5 60體積％，進一步優選為10 60體積％。
相對于填料100質量份,樹脂的含有比例例如為O. 5 20質量份,優選為I 10質量份。
而且，以上述的含有比例配合上述填料和樹脂并利用后述的方法，可以得到熱傳導性片。
另外，在本發明的熱傳導性片中也可以在不阻礙本發明的效果的范圍內以適當的比例添加抗氧化劑、穩定劑等添加劑。
接著，對制備本發明的熱傳導性片的一個實施方式的方法進行具體說明。
在該方法中，首先，以上述的含有比例配合填料、樹脂和根據需要添加的添加劑， 攪拌混合，從而制備(準備)樹脂組合物(準備工序)。
在混合中，為了有效地攪拌各成分，例如與上述各成分一起配合溶劑
作為溶劑，可列舉出與上述同樣的有機溶劑，優選列舉出酮。此外，在上述的固化劑和/或固化促進劑被制備成為溶劑溶液和/或溶劑分散液的情況下，可以將溶劑溶液和/ 或溶劑分散液的溶劑直接用作用于攪拌混合的混合溶劑而無需在攪拌混合中追加溶劑。或者，也可以在攪拌混合中進一步追加溶劑作為混合溶劑。
相對于樹脂組合物100質量份,溶劑的配合比例例如為I 1000質量份,優選為 10 100質量份。
在使用溶劑攪拌混合的情況下，在攪拌混合后，除去溶劑。
為了除去溶劑，例如在室溫下放置I 48小時，或者例如在40 100°C下加熱O.5 3小時，或者例如在O. 001 50kPa的減壓氣氛下在20 60°C下加熱O. 5 3小時。
接著，在該方法中，通過熱壓對所得的樹脂組合物進行制片(制片工序)。
具體而言，通過隔著脫模片的熱壓對樹脂組合物進行制片。
S卩，首先，準備脫模片。脫模片可列舉出例如不銹鋼箔等金屬箔；例如聚酯膜等樹脂片。優選列舉出樹脂片。脫模片的厚度例如為5 1000 μ m，優選為10 500 μ m。此外，也可以對脫模片的表面施以脫模處理。
之后，在所準備的脫模片上配置樹脂組合物。
具體而言，將樹脂組合物在脫模片上堆成塊狀(載置)。
接著，再準備I片脫模片，將其按照覆蓋塊狀的樹脂組合物的方式配置在已經配置有塊狀的樹脂組合物的脫模片上。
由此，利用2片脫模片在厚度方向夾持樹脂組合物，制作成層疊體。
接著，在厚度方向上對層疊體進行熱壓。
熱壓的條件為溫度，例如為50 150°C，優選為60 150°C ;壓力，例如為I lOOMPa，優選為5 50MPa ;時間，例如為O.1 100分鐘，優選為I 10分鐘。
進一步優選對樹脂組合物進行真空熱壓。真空熱壓中的真空度例如為I lOOPa， 優選為5 50Pa，溫度、壓力及時間與上述的熱壓的這些條件相同。
之后，取出制片后的樹脂組合物，冷卻至室溫，從而得到熱傳導性片。
另外，熱傳導性片(所含有的環氧樹脂)通過熱壓而形成B階狀態(半固化狀態)。
熱傳導性片的厚度例如為Imm以下,優選為O. 8mm以下,通常例如為O. 05mm以上， 優選為O.1mm以上。
而且，如圖1及其部分放大示意圖所示那樣，在這樣得到的熱傳導性片I中，板狀粒子2A沿其長度方向LD與熱傳導性片I的厚度方向TD交叉(正交)的面方向H)取向。
此外，板狀粒子2A的長度方向LD與熱傳導性片I的面方向H)所成的角度的算術平均(板狀粒子2A相對于熱傳導性片I的取向角度α )例如為25度以下，優選為20度以下，通常為O度以上。
另外，板狀粒子2Α相對于熱傳導性片I的取向角度α如下利用截面拋光儀(CP) 將熱傳導性片I沿厚度方向TD進行切斷加工，對由此呈現的截面，用掃描型電子顯微鏡 (SEM)以能夠觀察200個以上的板狀粒子2Α的視野的倍率拍攝照片，從所得的SEM照片取得板狀粒子2A的長度方向LD相對于熱傳導性片I的面方向H)的傾斜角α，算出其平均值。
另一方面，在樹脂3中，非板狀粒子2Β均勻地分散在各板狀粒子2Α間。
而且，熱傳導性片I對銅箔的剝離粘接力為2N/10mm以上。
在熱傳導性片I對銅箔的剝離粘接力小于上述范圍時，相對于被粘物的粘接力降低。
熱傳導性片I對銅箔的剝離粘接力優選為2. 1N/I0mm以上，進一步優選為 2. 3N/10mm以上，尤其優選為2. 5N/10mm以上，通常為lOON/lOmm以下。
熱傳導性片I對銅箔的剝離粘接力按照以下方式進行測定。
即，首先，將熱傳導性片I切割成適當的尺寸，剝離一方的脫模片(圖1中未圖示)，將熱傳導性片I以與銅箔的粗面接觸的方式進行疊合，從而制作銅箔層疊片。
需要說明的是，銅箔在厚度方向的一面側具有有粗面，在厚度方向的另一面側具有平坦面，粗面的表面粗糙度Rz (根據JISB0601-1994的十點平均粗糙度)為5 20 μ m。 此外，銅箔的厚度例如為10 200 μ m,具體而言為70 μ m。
接著，在真空熱壓機中配置所制作的銅箔層疊片，例如在壓力20 50MPa下熱壓 I 10分鐘。接著，在保持壓力的狀態下，例如升溫到120 180°C，保持I 10分鐘。
通過上述的熱壓，使熱傳導性片I (所含有的環氧樹脂)被熱固化(成為C階狀態)。
另外，熱傳導性片I的熱傳導率(TCl及TC2)在熱固化的前后實質上是相同的。
之后，從真空熱壓機取出銅箔層疊片，放置冷卻至變為室溫。之后，將銅箔層疊片切割成適當的尺寸，制作試驗片。使用所制作的試驗片，利用萬能試驗機實施90度剝離試驗(速度10mm/min)。
此外，熱傳導性片I的厚度方向TD的熱傳導率TCl為4W/m · K以上?！?br> 在熱傳導性片I的厚度方向TD的熱傳導率TCl小于上述范圍時，厚度方向TD的熱傳導率降低。
熱傳導性片I的厚度方向TD的熱傳導率TCl優選為6W/m-K以上，進一步優選為 7ff/m · K以上，尤其優選為9W/m · K以上，通常為50W/m · K以下。
熱傳導性片I的厚度方向TD的熱傳導率TCl例如通過氙閃(XenonFlash)法(對熱傳導性片I照射氙閃光的方法)來測定。
進而，熱傳導性片I的面方向H)的熱傳導率TC2為20W/m · K以上。
在熱傳導性片I的面方向ro的熱傳導率TC2小于上述范圍時，面方向ro的熱傳導率降低。
熱傳導性片I的面方向H)的熱傳導率TC2優選為35W/m · K以上，進一步優選為 40ff/m · K以上，通常為150W/m · K以下。
熱傳導性片I的面方向H)的熱傳導率TC2例如通過氙閃法來測定。
熱傳導性片I的面方向H)的熱傳導率TC2與厚度方向TD的熱傳導率TCl之比 (TC2/TC1)為 3 以上。
在熱傳導性片I的面方向H)的熱傳導率TC2與厚度方向TD的熱傳導率TCl之比 (TC2/TC1)小于上述范圍時，面方向ro的熱傳導率降低。
熱傳導性片I的面方向H)的熱傳導率TC2與厚度方向TD的熱傳導率TCl之比 (TC2/TC1)優選為4以上，進一步優選為5以上，尤其優選為7以上，通常為20以下。
而且，熱傳導性片I對銅箔的剝離粘接力為2N/10mm以上，因此粘接力優異。
此外，熱傳導性片I的厚度方向TD的熱傳導率TCl為4W/m*K以上，面方向H)與厚度方向TD的熱傳導率TC2為20W/m · K以上，面方向H)的熱傳導率TC2與厚度方向TD 的熱傳導率TCl之比(TC2/TC1)為3以上，因此面方向H)的熱傳導性優異。
因此，該熱傳導性片I的粘接性及面方向ro的熱傳導性這兩者均優異。
因此，作為粘接性優異且面方向ro的熱傳導性優異的熱傳導性片可以用于各種放熱用途。
因此，熱傳導性片I在混合設備、高亮度LED設備、電磁感應加熱設備等利用半導體元件來轉換和控制電力的電力電子學技術中可以用作用于將大電流轉換為熱等的放熱構件，具體而言，例如可以使用用作粘接在發光二極管裝置中使用的半導體元件、攝像裝置中使用的攝像元件、液晶顯示裝置的背光源等以及其他各種功率模塊(power modul)且用于從構件發散熱的放熱構件。即，即使在熱傳導性片I被粘接在半導體元件并且半導體元件帶熱的情況下，也會使熱在面方向F1D逸散。
另外，可以利用半導體元件的熱來使熱傳導性片I被熱固化。或者，也可以在將熱傳導性片I貼附在半導體元件后，再另行對熱傳導性片I進行加熱，從而使熱傳導性片I固化。熱固化的條件為溫度，例如為60 250°C，優選為80 200°C。
這樣的熱傳導性片1，具體而言，可適合用作例如發光二極管裝置的散熱(heat spreader)、熱沉(heat sink);例如貼附在液晶顯示裝置、攝像裝置的殼體上的放熱片；例如用于密封電路基板的密封材料等。
實施例
以下，列舉實施例和比較例進一步詳細地說明本發明，但本發明并不受它們的任何限定。
實施例1
將MEHC_7800s(苯酚化合物，固化劑，固體狀，軟化點為61 89°C，羥基當量為 173 177g/eqiv·，明和化成(株)制造)和MEHC_7800ss (苯酚化合物，固化劑，固體狀，軟化點為61 89°C，羥基當量為173 177g/eqiv·，明和化成(株)制造)以重量比6 4 進行混合，制備固化劑混合物。
接著，使YSLV-80XY (雙酚型環氧樹脂，固體狀，環氧當量為180 210 (g/eqiv.)， 熔點為75 85°C，熔融粘度(150°C)為O. OlPa *s以下，新日鐵化學(株)制備)0.614g、 JER1002(雙酚型環氧樹脂，固體狀，環氧當量為600 700 (g/eqiv.)，軟化點為78°C，運動粘度(25 0C )為L65X10—4 2. 75 X 10_4 (m2/s)，三菱化學(株)制造)O. 614g、固化劑混合物O. 338g和2P4MHZ-PW(咪唑化合物，固化促進劑，四國化成工業(株)制造)0. 0061g溶解在丙酮5g中，制備環氧樹脂溶液。
在所制備的環氧樹脂溶液中混合作為填料的PT- 110 (板狀氮化硼粒子，平均粒徑(最大長度的平均值，光散射法)為45 μ m，厚度為2 5mm(SEM)，長厚比為10 25， Momentive Performance Materials Japan 合同會社制造)6. OOg 和 AS-10 (球狀氫氧化招粒子，平均粒徑(最大長度的平均值，光散射法)為50μπι，長厚比1，昭和電工(株)制造)1. 73g，將它們攪拌，之后，在減壓下除去丙酮，從而制備樹脂組合物。
接著，將樹脂組合物Ig堆積在施以脫模處理的脫模片(MRN38，厚度為38 μ m,聚酯膜，三菱化學聚酯膜(株)制造)上，接著，在堆積有樹脂組合物的脫模片上以覆蓋樹脂組合物的方式配置另一脫模片。由此，以2片脫模片夾持樹脂組合物，制作層疊體。
接著，在表I所示的各條件下使用真空熱壓機對層疊體進行熱壓，由此對樹脂組合物進行制片。之后，取出片狀的樹脂組合物，冷卻至室溫，從而得到熱傳導性片。
S卩，以壓制條件I及壓制條件2依次對層疊體進行熱壓，由此得到后述的評價1.的熱傳導率評價用的厚度200 μ m的熱傳導性片。此外，僅以壓制條件I對層疊體進行熱壓，由此得到后述的評價2.的剝離粘接力評價用的厚度200 μ m的熱傳導性片。
表I
熱傳導性片的制作條件
權利要求
1.一種熱傳導性片，其特征在于，對銅箔的剝離粘接力為2N/10mm以上，厚度方向的熱傳導率TCl為4W/m · K以上，相對于所述厚度方向的正交方向的熱傳導率TC2為20W/m · K以上，所述正交方向的熱傳導率TC2與所述厚度方向的熱傳導率TCl之比TC2/TC1為3以上。
2.根據權利要求1所述的熱傳導性片，其特征在于，含有填料和環氧樹脂，所述填料含有板狀粒子和非板狀粒子，所述填料的含有比例為40體積％以上。
3.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述板狀粒子相對于所述非板狀粒子的含有比例以體積基準計為4/3 6/1。
4.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述板狀粒子的長厚比為2以上且 10000以下。
5.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述非板狀粒子的長厚比為I以上且小于2。
6.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述板狀粒子由氮化硼構成。
7.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述非板狀粒子由選自金屬氧化物、金屬氫氧化物和金屬氮化物組成的組中的至少一種無機成分構成。
8.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述非板狀粒子由選自由氧化鋁、 氫氧化鋁和氮化鋁組成的組中的至少一種鋁化合物構成。
9.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述板狀粒子的最大長度的平均值為I 100 μ m。
10.根據權利要求2所述的熱傳導性片，其特征在于，所述非板狀粒子的最大長度的平均值為I 100 μ m。
11.一種熱傳導性片的制造方法，其特征在于，具備準備工序，準備樹脂組合物，所述樹脂組合物含有填料和環氧樹脂，所述填料含有板狀粒子和非板狀粒子，所述填料的含有比例為40體積％以上；以及制片工序，通過熱壓對所述樹脂組合物進行制片。
全文摘要
一種熱傳導性片，其對銅箔的剝離粘接力為2N/10mm以上，厚度方向的熱傳導率(TC1)為4W/m·K以上，相對于厚度方向的正交方向的熱傳導率(TC2)為20W/m·K以上，正交方向的熱傳導率(TC2)與厚度方向的熱傳導率(TC1)之比(TC2/TC1)為3以上。
文檔編號C09J7/00GK102993994SQ20121033339
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月10日 優先權日2011年9月13日
發明者福崎沙織, 平野敬祐, 泉谷誠治 申請人:日東電工株式會社