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TWI661040B - 熱傳導性薄片 - Google Patents

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TWI661040B
TWI661040B TW104118599A TW104118599A TWI661040B TW I661040 B TWI661040 B TW I661040B TW 104118599 A TW104118599 A TW 104118599A TW 104118599 A TW104118599 A TW 104118599A TW I661040 B TWI661040 B TW I661040B
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polysiloxane
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TW104118599A
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Yasuhisa Ishihara
石原靖久
Akihiro Endo
遠藤晃洋
Takahiro Maruyama
丸山貴宏
Original Assignee
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
日商信越化學工業股份有限公司
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Abstract

本發明課題為提供一種薄片，可藉由塗佈成形連續製造，並纏繞成捲筒狀，且具有高熱傳導性及高絕緣性。
課題解決手段為一種熱傳導性薄片，其係在以熱傳導性樹脂組成物填孔後的的玻璃布的兩面或單面具有熱傳導性聚矽氧組成物的硬化層之熱傳導性薄片，並且該熱傳導性聚矽氧組成物含有聚矽氧成分及熱傳導性填充材(C)，該熱傳導性填充材(C)的量相對於該聚矽氧成分100質量份為1200~2000質量份，該熱傳導性填充材(C)的平均粒徑未達15μm，在該熱傳導性填充材(C)之中，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，且粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%。

Description

熱傳導性薄片
本發明關於一種熱傳導性薄片。尤其關於一種使用作為可隔在發熱性電子零件與散熱座等的放熱構件之間的熱傳達材料之熱傳導性薄片。
轉換器或電源等的電子機器所使用的電晶體或二極體等的半導體，隨著高性能化．高速化．小型化．高積體化發展，半導體本身會產生大量的熱，這些熱造成機器溫度上昇，而導致運作不良或破壞。因此，為了抑制運作中的半導體的溫度上昇，有文獻提出許多放熱方法及使用其之放熱構件。
例如在電子機器等，為了抑制運作中的半導體的溫度上昇，而使用鋁或銅等的熱傳導率高的金屬板製成的散熱座。此散熱座可傳導半導體所產生的熱，藉由與大氣的溫度差，使該熱量由表面放出。另一方面，半導體與散熱座之間必須電絕緣，因此會在發熱性電子零件與散熱座之間隔著塑膠薄膜等。但是，塑膠薄膜的熱傳導率極低，因此嚴重妨礙熱量傳導到散熱座。另外，在將電晶體 等的半導體以螺絲固定在散熱座的情況，螺絲必須貫通塑膠薄膜，此時薄膜產生孔洞，薄膜會從此處開始破裂，而發生無法保持絕緣性的不良狀況。無法保持絕緣性對於電晶體或二極體而言是嚴重危險的。
於是，為了使其不易破裂且賦予熱傳導性，而開發出在玻璃布層合熱傳導性樹脂而成的熱傳導性薄片。例如有文獻提出一種在玻璃布層合含有氮化硼粉末與球狀二氧化矽粉末作為熱傳導性填充材的聚矽氧橡膠而成的熱傳導性薄片(專利文獻1)。此薄片在製造時需加壓。為了加壓，必須準備適當的尺寸的薄片，然後使用壓延成形機等，以批次的方式製造，因此無法將完成的熱傳導性薄片纏繞成捲筒狀。從生產性或產率的觀點看來，這是非常沒有效率的，另外，原料薄片尺寸有所限制，因此在實裝時，尺寸也會受到限制。
連續成形的方法可列舉塗佈成形。例如將玻璃布的單面以熱傳導性聚矽氧樹脂填孔，在填孔後的玻璃布塗佈熱傳導性聚矽氧橡膠層而形成，藉此可連續製造熱傳導性薄片。在塗佈成形時，可將完成的薄片連續纏繞，因此非常有效率。另外，薄片寬度方向的長度雖然會因為塗佈裝置的尺寸而有所限制，然而長度方向的長度並未受到限制，因此與壓延成形相比，實裝時的尺寸的自由度更加提升。但是，塗佈成形與壓延成形相比，表面精密度較差，因此接觸熱阻提高。另外，由於並未施加壓力，因此聚矽氧橡膠層的密度不易提升。因此不適合作為具有高熱 傳導性的薄片之製法。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開平9-199880號公報
本發明鑑於上述狀況而完成，目的為提供一種薄片，可藉由塗佈成形連續製造，並纏繞成捲筒狀，且具有高熱傳導性及高絕緣性。
本發明人等鑽研的結果，發現以熱傳導性樹脂組成物填孔後的玻璃布的兩面或單面具有熱傳導性聚矽氧組成物的硬化層之熱傳導性薄片之中，藉由使上述熱傳導性聚矽氧組成物以特定量含有具有特定粒徑的熱傳導性填充材，能夠以連續成形的方式製造出具有高熱傳導性的熱傳導性薄片，所以達成了上述目的，而完成本發明。
本發明為一種熱傳導性薄片，其係以熱傳導性樹脂組成物填孔後的玻璃布的兩面或單面具有熱傳導性聚矽氧組成物的硬化層之熱傳導性薄片，並且該熱傳導性聚矽氧組成物含有聚矽氧成分及熱傳導性填充材(C)，該熱傳導性填充材的量相對於該聚矽氧成分100質量份為 1200~2000質量份，該熱傳導性填充材的平均粒徑未達15μm，該熱傳導性填充材之中，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，且粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%。
本發明之熱傳導性薄片，可藉由塗佈成形連續製造，並纏繞成捲筒狀，且具有高熱傳導性及高絕緣性。
本發明之薄片，在以熱傳導性樹脂組成物填孔後的玻璃布的兩面或單面具有熱傳導性聚矽氧組成物的硬化層(會有稱為熱傳導性硬化層的情形)。
上述熱傳導性聚矽氧組成物，含有聚矽氧成分及熱傳導性填充材(C)。
上述組成物中，可含有以下敘述的(A)成分作為上述聚矽氧成分。
(A)成分為具有下述的平均組成式，且具有一分子中至少2個鍵結於矽原子的烯基之有機聚矽氧烷：R1 aSiO(4-a)/2(式中，R1各自獨立，表示取代或非取代之碳原子數1~ 10，宜為1~8的1價烴基，a為1.90~2.05)。
(A)成分的聚合度宜為20~12,000，較佳為50~10,000。
上述R1可列舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基及十八烷基等的烷基；環戊基及環己基等的環烷基；苯基、甲苯基、茬基及萘基等的芳香基；苄基、苯乙基及3-苯丙基等的芳烷基；3,3,3-三氟丙基及3-氯丙基等的鹵素化烷基；乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基及己烯基等的烯基等。(A)成分可為油狀或膠狀。
(A)成分是可藉由加成反應或過氧化物而硬化的成分，一分子中具有2個以上鍵結於矽原子的烯基，宜為3個以上。鍵結於矽原子的烯基的含量若少於上述範圍，則在藉由加成反應進行硬化的情況，所得到的組成物無法充分硬化。上述烯基宜為乙烯基。上述烯基可鍵結於分子鏈末端的矽原子及分子鏈末端以外的矽原子的任一者，宜為至少1個烯基鍵結於分子鏈末端的矽原子。
在藉由加成反應來進行硬化的情況，(A)成分的具體例，可列舉例如分子鏈兩末端以三甲基甲矽烷氧基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端以三甲基甲矽烷氧基封閉的甲基乙烯基聚矽氧烷、分子鏈兩末端以三甲基甲矽烷氧基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷．甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基聚矽氧烷、 分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的甲基乙烯基聚矽氧烷、分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷．甲基苯基矽氧烷共聚物，及分子鏈兩末端以三乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基聚矽氧烷等。該等可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
在使用過氧化物進行硬化的情況，(A)成分的具體例，可列舉例如分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端以甲基苯基乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基矽氧烷．甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端以三甲基甲矽烷氧基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端以二甲基乙烯基甲矽烷氧基封閉的甲基(3,3,3-三氟丙基)聚矽氧烷、分子鏈兩末端以矽醇基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷共聚物及分子鏈兩末端以矽醇基封閉的二甲基矽氧烷．甲基乙烯基矽氧烷．甲基苯基矽氧烷共聚物等。該等可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
在藉由加成反應來進行硬化的情況，使用有機氫聚矽氧烷作為硬化劑(B)，在鉑系觸媒的存在下進行反應。在利用過氧化物進行硬化的情況，是使用有機過 氧化物作為硬化劑(B)。上述硬化劑及觸媒任一者皆可使用該領域周知的物品。
上述熱傳導性聚矽氧組成物中，可進一步含有下述(D)成分作為聚矽氧成分。
(D)成分為選自下述(D1)及(D2)成分的1種以上。(D)成分可改善熱傳導性填充材(C)的潤濕性，使上述填充材容易填充至聚矽氧成分，所以可提高上述填充材的填充量。
(D1)成分為由下述式(1)所表示的烷氧基矽烷：R2 aR3 bSi(OR4)4-a-b (1)(式中，R2各自獨立，而為碳原子數6~15的烷基，R3獨立為非取代或取代之碳原子數1~12的1價烴基，R4獨立為碳原子數1~6的烷基，a為1~3的整數，b為0~2的整數，但是a+b為1~3)。
上述式(1)之中，R2所表示的烷基，可列舉例如己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及十四烷基等。由於此R2所表示的烷基的碳原子數成為6~15，熱傳導性填充材(C)的潤濕性充分提升，填充材容易填充至熱傳導性聚矽氧組成物，而且上述組成物的低溫特性變得良好。
R3所表示的非取代或取代的1價烴基，可列 舉例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基及十二烷基等之烷基、環戊基、環己基及環庚基等的環烷基、苯基、甲苯基、茬基、萘基及聯苯基等的芳香基、苄基、苯乙基、苯丙基及甲苄基等的芳烷基，以及這些基之中一部分或全部的氫原子被氟、氯及溴等的鹵素原子或氰基等取代而成的化合物，可列舉例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等。R3宜具有1~10的碳原子，較佳為1~6的碳原子，尤其甲基、乙基、丙基、氯甲基、溴乙基、3,3,3-三氟丙基及氰乙基等的碳原子數1~3的非取代或取代之烷基、及苯基、氯苯基及氟苯基等的非取代或取代之苯基。
R4所表示的烷基，可列舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基等的碳原子數1~6的烷基。
(D2)成分為由下述式(2)所表示，而且分子鏈單末端以三烷氧基封閉的二甲基聚矽氧烷： (式中，R5獨立為碳原子數1~6的烷基，c為5~100的整數。)。R5所表示的烷基，可列舉上述式(1)中的R4所表示的烷基同種的基團。
上述熱傳導性聚矽氧組成物亦可含有下述成 分(E)作為聚矽氧成分。(E)成分為可塑劑，並且為由下述式(4)所表示的二甲基矽氧烷： (式中，r為5~500的整數)。
熱傳導性填充材(C)為一般所使用的物品即可，可列舉例如非磁性的銅或鋁等的金屬、氧化鋁、二氧化矽、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈹、二氧化鈦及二氧化鋯等的金屬氧化物、氮化鋁、氮化矽及氮化硼等的金屬氮化物、氫氧化鎂等的金屬氫氧化物、人工鑽石、及碳化矽等。該等可單獨使用或將2種以上組合使用。
熱傳導性填充材(C)的平均粒徑未達15μm，宜為未達10μm，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，宜為0~2.5質量%，粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%，宜為0質量%。平均粒徑、粒徑45μm以上的粒子的量及粒徑75μm以上的粒子的量之任一者若超過上述上限，則塗佈熱傳導性聚矽氧組成物而得到熱傳導性薄片時，會有填充材由塗膜表面突出，薄片表面的平滑性受損的情形。這在實裝時會導致接觸熱阻上昇，從熱傳導性的觀點看來是不利的。
若總合考慮熱傳導性、電絕緣性及價格等，則熱傳導性填充材(C)宜為氧化鋁。尤其宜為由(C1)及(C2)所構成的熱傳導性填充材，並且(C1)成分的 量為20~50質量%，宜為20~40重量%，(C2)成分的量為50~80質量%，宜為60~80質量%。
(C1)平均粒徑為0.1μm以上未達5μm，宜為0.5μm以上未達2μm，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，且粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%的氧化鋁
(C2)平均粒徑為5μm以上未達15μm，宜為5μm以上未達10μm，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，且粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%的氧化鋁
從使熱傳導性薄片的表面平滑的觀點看來，熱傳導性填充材(C)宜為球狀。尤其若為平均粒徑為5μm以上未達15μm這種較大的填充材，例如上述(C2)成分為球狀，則能夠使熱傳導性薄片的表面更平滑。
本發明中的平均粒徑，是使用雷射繞射-散射式的粒徑分布測定裝置Microtrac MT3300EX(日機裝)所測得的值(體積基準)。
熱傳導性填充材(C)中的粒徑45μm以上的粒子的量及粒徑75μm以上的粒子的量，可如以下所述方式測定。採取填充材10g，置於任意量的水中，進行超音波分散。將孔徑為45μm與75μm的篩網重疊，並設置於搖篩機，將分散於上述水中的熱傳導性填充材加入上述搖篩機。使殘留在各篩上的填充材乾燥，並秤重。
(C)成分的量，相對於聚矽氧成分的總量 100質量份為1200~2000質量份，宜為1200~1600質量份。填充量若未達上述下限，則無法得到充分的熱傳導性。另外，若超過上述上限，則難以在聚矽氧進行填充，另外，即使填充完成，填充材也會變得過密，在塗佈組成物而得到熱傳導性薄片時，薄片表面的平滑性受損，會導致熱阻上昇。此外，聚矽氧成分的總量，意指(A)成分，如果存在的話則加上(D)成分、(E)成分，以及作為上述硬化劑(B)的有機氫聚矽氧烷的總量。
(D)成分的量宜為聚矽氧成分的總量的0.01~60質量%，較佳為5~50質量%。上述量若未達上述下限，則會有不易填充至熱傳導性填充材(C)的聚矽氧成分的情形。上述量若超過上述上限，則會有所得到的硬化物的強度不足的情形。
(E)成分的量宜為聚矽氧成分總量的5~25質量%。
上述熱傳導性聚矽氧組成物，其硬化物的熱傳導率宜為3.0W/mK以上。另外，上述硬化物的A型硬度計硬度宜為60~96，較佳為80~96。若硬度過低，則會有使用時，硬化物層表面容易刮傷、或在連續成形並纏繞成捲筒狀時，硬化物層表面彼此熔接的顧慮。另外，藉由固定螺絲將本發明之熱傳導性薄片固定在電子機器的發熱部位與冷卻部位之間時，若硬度低，則會有薄片因為固定螺絲造成的壓力而變形，難以確保發熱部位與冷卻部位之間的間隔，所以難以保持絕緣性的問題。另一方面，若 硬度過高，則缺乏柔軟性，將薄片彎曲時會有破裂的可能性。
本發明之熱傳導性薄片，在以熱傳導性樹脂組成物填孔後的玻璃布的兩面或單面具有上述熱傳導性硬化層。玻璃布使用一般市售的物品即足夠，例如可使用重量為30g/m2以下的玻璃布。玻璃布的厚度宜為60μm以下，較佳為30~50μm，更佳為30~45μm。玻璃布的熱傳導率較低，因此在希望具有高熱傳導性的情況，厚度宜薄。但是若變得過薄，則強度會降低。
用來將玻璃布填孔的熱傳導性樹脂組成物，宜具有1.2W/mK以上的熱傳導率。
填孔所使用的上述熱傳導性樹脂組成物，可列舉在熱硬化性樹脂中添加熱傳導性填充材而成的組成物，例如包括含有關於上述熱傳導性硬化層用的熱傳導性聚矽氧組成物所述的(A)~(C)成分的組成物。此處熱傳導性填充材(C)的量，相對於聚矽氧成分的總量100質量份，宜為200~2000質量份。填充材的量若未達上述下限，則難以使填孔材料的熱傳導率達1.2W/mK以上。熱傳導性填充材(C)的粒徑並未受到限制。填孔用的熱傳導性樹脂組成物，可與上述熱傳導性硬化層用的熱傳導性聚矽氧組成物相同。
填孔宜以玻璃布填孔所得到的薄片(稱為填孔後的玻璃布薄片)的厚度成為100μm以下的方式來進行，較佳為90μm以下，更佳為85μm以下。欲以既定厚 度製造熱傳導性薄片時，上述填孔後的玻璃布薄片的厚度若過厚，則熱傳導性硬化層的厚度變薄，使得熱傳導性薄片的熱傳導性降低。另外，從確保絕緣性的觀點看來，熱傳導性薄片的厚度宜為200μm以上。在熱傳導性薄片的厚度為200μm的情況，若使填孔後的玻璃布薄片的厚度超過100μm，則其兩面的熱傳導性硬化層的厚度分別為未達50μm。如此一來，上述熱傳導性硬化層所含的熱傳導性填充材會突出其表面，表面的平滑性受損，其結果，熱傳導性降低。
本發明之熱傳導性薄片如後述般，可藉由在上述填孔後的玻璃布薄片的兩面或單面塗佈上述熱傳導性聚矽氧組成物，並使其硬化，形成硬化物層而得到。上述塗佈宜為使硬化後的硬化物層的厚度成為50μm以上400μm以下的方式進行，較佳為60μ以上350μm以下。如上述般，上述硬化物層的厚度若過薄，則其中所含的熱傳導性填充材會突出，熱傳導性硬化層表面的平滑性受損。理想中，所得到的熱傳導性薄片，在填孔後的玻璃布兩面具有熱傳導性硬化層的情況，薄片全體的厚度為130~900μm，較佳為150~800μm，單面具有熱傳導性硬化層的情況，薄片全體的厚度為80~500μm，較佳為90~450μm。
上述熱傳導性聚矽氧組成物可如以下所述方式調製。使用捏合機、班布里混合機、行星式攪拌機及品川攪拌機等的混合機，將(A)及(C)成分，任意地與 (D)及(E)成分一起，因應必要加熱至100℃以上的溫度，同時進行混練。此混練步驟，亦可依照需要在不損及熱傳導性能的範圍內添加發煙二氧化矽及沉降性二氧化矽等的補強性二氧化矽；聚矽氧油、聚矽氧潤濕劑等；鉑、氧化鈦及苯并三唑等的阻燃劑等。將混練步驟所得到的均勻混合物冷卻至室溫之後，通過濾過器等進行過濾，接下來使用雙輥機、品川攪拌機等，在前述混合物中添加所需量的硬化劑(B)，再度混練。在此再度混練步驟之中，亦可依照需要添加1-乙炔基-1-環己醇等的乙炔化合物系加成反應控制劑、有機顏料或無機顏料等的著色劑、氧化鐵或氧化鈰等的耐熱性提升劑、及內添脫模劑等。以這樣的方式所得到的熱傳導性聚矽氧組成物可直接作為塗佈材供後續步驟使用，亦可因應必要進一步添加甲苯等的溶劑。
在使用以這種方式所得到的熱傳導性聚矽氧組成物作為填孔材料的情況，使用具備乾燥爐、加熱爐及纏繞裝置的逗號形刮刀塗佈機、刀片式塗佈機、吻合式塗佈機等的慣用的塗佈裝置，將此組成物連續塗佈於玻璃布之後，使溶劑等乾燥．蒸散，在利用加成反應進行硬化的情況，加熱至80~200℃，宜為100~150℃左右，在利用過氧化物進行硬化的情況，加熱至100~200℃，宜為110~180℃左右，而得到填孔後的玻璃布。
本發明之熱傳導性薄片，可藉由在填孔後的玻璃布薄片的兩面或單面塗佈上述熱傳導性聚矽氧組成 物，形成熱傳導性硬化層而連續製造。例如使用具備乾燥爐、加熱爐及纏繞裝置的逗號形刮刀塗佈機、刀片式塗佈機、吻合式塗佈機等的慣用的塗佈裝置，將上述所得到的熱傳導性聚矽氧組成物連續塗佈在填孔後的玻璃布的一面(視為表面)之後，使溶劑等乾燥．蒸散，在利用加成反應進行硬化的情況，加熱至80~200℃，宜為100~150℃左右，在利用過氧化物進行硬化的情況，加熱至100~200℃，宜為110~180℃左右，而形成熱傳導性硬化層。在兩面塗佈的情況，與表面同樣的方式，在上述玻璃布的另一面(視為背側)也形成熱傳導性硬化層，而得到熱傳導性薄片。表側的塗佈與背側的塗佈可一併進行。完成的熱傳導性薄片可連續纏繞成捲筒狀。表面與背面的傳導性聚矽氧組成物可相同或相異。
以這樣的方式所得到的熱傳導性薄片，總厚為0.2mm時，依據ASTM D5470所測得的熱阻宜為1.8cm2．K/W以下。另外，宜為總厚為0.2mm時，依據JIS K6249所測得的絕緣破壞電壓為6kV以上。上述熱阻及絕緣破壞電壓與熱傳導性薄片的厚度大致成比例。
〔實施例〕
以下揭示實施例及比較例，對本發明作具體說明，然而本發明不受下述實施例限制。
實施例及比較例所使用的材料如以下所述。
(A)成分：
(A-1)平均聚合度為8000，而且以二甲基乙烯基將兩末端封閉的二甲基聚矽氧烷
(A-2)平均聚合度為3000，而且以二甲基乙烯基將兩末端封閉的二甲基聚矽氧烷
(B)成分：過氧化2-甲基苯甲醯
(C)成分：
(C-1)平均粒徑為1μm，粒徑45μm以上的粒子的量為3質量%以下，粒徑75μm以上的粒子的量為0%的無定形氧化鋁
(C-2)平均粒徑為10μm，粒徑45μm以上的粒子的量為3質量%以下，粒徑75μm以上的粒子的量為0%的球狀氧化鋁
(C-3)(比較用)平均粒徑為10μm，粒徑45μm以上的粒子的量為10質量%，粒徑75μm以上的粒子的量為3質量%的球狀氧化鋁
(C-4)(比較用)平均粒徑為20μm，粒徑45μm以上的粒子的量為3%以下，粒徑75μm以上的粒子的量為0%的無定形氧化鋁
(C-5)平均粒徑為1μm，粒徑45μm以上的粒子的量為3%以下，粒徑75μm以上的粒子的量為0%的破碎狀氧化鋅
(D)成分：具有下述式(3)，而且平均聚 合度為30，單末端以三甲氧基甲矽烷基封閉的二甲基聚矽氧烷
(E)成分：具有下述式(4)的二甲基聚矽氧烷
(式中，r=300)
玻璃布：厚度為40μm且重量為26g/m2
實施例1~4及比較例1~5 〔熱傳導性聚矽氧組成物的調製〕
將表1所示的量(質量份)的成分加入班布里混合機，混練20分鐘，調製出熱傳導性聚矽氧組成物(一)~(六)。
對於所得到的聚矽氧組成物的硬化物藉由以下方法測定熱傳導率及硬度。將結果揭示於表1。
熱傳導率
使用60×60×6mm的金屬模具並調整壓力使硬化後的 厚度成為6mm，在160℃下，將所得到的聚矽氧組成物壓延成形10分鐘，使其硬化成6mm厚的薄片狀。使用熱傳導率計(TPA-501，京都電子工業股份有限公司製的商品名)，將探針夾在兩枚薄片之間，測定該薄片的熱傳導率。
硬度
使用60×60×6mm的金屬模具並調整壓力使硬化後的厚度成為6mm，在160℃下，將所得到的聚矽氧組成物壓延成形10分鐘，使其硬化成6mm厚的薄片狀。將此薄片兩枚重疊，以此作為測試片，使用A型硬度計(durometer A)硬度計測定硬度。
〔熱傳導性薄片的製造〕
玻璃布的填孔
使用上述所得到的熱傳導性聚矽氧組成物作為填孔用組成物，於其中添加其量的20質量%的甲苯，使用行星式攪拌機混練，而調製出塗佈材。藉由使用逗號形刮刀塗佈機將此塗佈材塗佈在玻璃布的單面，而對玻璃布實施填孔。所使用的逗號形刮刀塗佈機，寬度為1300mm，且有效烘箱長為15m。將15m的烘箱以每區域5m，均分成3個區域，每個區域可各別調整溫度，從靠近逗號形刮刀部的一側算起，分別定為80℃、150℃及180℃。塗佈速度為2m/分鐘。藉由在玻璃布連續塗佈上述塗佈材，纏繞， 而得到填孔後的玻璃布。填孔後的玻璃布的厚度為80μm。
填孔後的玻璃布的塗佈
在上述所得到的熱傳導性聚矽氧組成物中添加其量的20質量%的甲苯，將使用行星式攪拌機混練所得到的塗佈材，使用逗號形刮刀塗佈機塗佈在上述所得到的填孔後的玻璃布的一面(表面)，使硬化後的厚度成為60μm，並且加以纏繞。接下來，在另一面(背面)也同樣地塗佈纏繞，而得到總厚200μm的熱傳導性薄片。所使用的逗號形刮刀塗佈機及塗佈條件與上述填孔時相同。此外，比較例5是如以下所述方式對於填孔後的玻璃布進行塗佈。將烘箱的溫度，從靠近逗號形刮刀部的一側算起，定為60℃、80℃及80℃，塗佈速度定為2m/分鐘。藉由將烘箱的溫度降低至可使甲苯揮發且(B)過氧化物不會分解的溫度，而得到未硬化狀態的製品。藉由將此未硬化狀態的製品切成適當的尺寸，並使用壓延成形機，調整壓力使硬化後的厚度成為200μm，以170℃/10分鐘進行壓延成形，而得到熱傳導性薄片。
對於所得到的熱傳導性薄片藉由以下方法測定熱阻及絕緣破壞電壓。將結果揭示於表2。
熱阻
依據ASTM D5470進行測定。
絕緣破壞電壓
依據JIS K6249進行測定。
本發明之熱傳導性薄片可藉由塗佈成形連續製造，並纏繞成捲筒狀，由表2明顯可知，在總厚為0.2mm時，具有1.8cm2．K/W以下的低熱阻及6kV以上的高絕緣破壞電壓。
另一方面，比較例1的薄片，熱傳導性填充材(C)的量低於本發明的範圍，結果熱阻大。粒徑45μm以上的粒子的量及粒徑75μm以上的粒子的量高於本發明的範圍的比較例2，在薄片的表面，這些粒徑大的粒子突出，表面的平滑性受損，熱阻上昇。平均粒徑大於本發明的範圍的比較例3及填充材的量多的比較例4，薄片表面的平滑性也會受損，熱阻上昇。比較例5的薄片，只有在將比較例2的塗佈成形改成壓延成形這點有所不同。藉由壓延成形可得到熱阻小的薄片，然而壓延成形無法連續製造薄片並纏繞成捲筒狀。

Claims (11)

  1. 一種熱傳導性薄片，其係在以熱傳導性樹脂組成物填孔後的玻璃布的兩面或單面具有熱傳導性聚矽氧組成物的硬化層之熱傳導性薄片，並且該熱傳導性聚矽氧組成物含有聚矽氧成分及熱傳導性填充材(C)，該熱傳導性填充材(C)的量相對於該聚矽氧成分100質量份為1200~2000質量份，該熱傳導性填充材(C)的平均粒徑未達15μm，在該熱傳導性填充材(C)之中，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，且粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項之熱傳導性薄片，其中前述聚矽氧成分為(A)具有下述的平均組成式，且具有一分子中至少2個鍵結於矽原子的烯基的有機聚矽氧烷R1 aSiO(4-a)/2(式中，R1獨立地表示取代或非取代之碳原子數1~10的1價烴基，a為1.90~2.05)。
  3. 如申請專利範圍第2項之熱傳導性薄片，其中前述熱傳導性聚矽氧組成物進一步含有(D)選自下述(D1)及(D2)1種以上作為前述聚矽氧成分，(D1)由下述式(1)所表示的烷氧基矽烷、及R2 aR3 bSi(OR4)4-a-b (1)(式中，R2獨立為碳原子數6~15的烷基，R3獨立為非取代或取代之碳原子數1~12的1價烴基，R4獨立為碳原子數1~6的烷基，a為1~3的整數、b為0~2的整數，但是a+b為1~3)(D2)由下述式(2)所表示而且單末端以三烷氧基封閉的二甲基聚矽氧烷，(式中，R5獨立為碳原子數1~6的烷基，c為5~100的整數)。
  4. 如申請專利範圍第3項之熱傳導性薄片，其中(D)成分的量為聚矽氧成分總量的0.01~60質量%。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之熱傳導性薄片，其中在熱傳導性薄片的剖面，玻璃布層的厚度為60μm以下，熱傳導性薄片全體的厚度，在填孔後的的玻璃布的兩面具有熱傳導性聚矽氧組成物的硬化層的情況為130~900μm，在單面具有該層的情況為80~500μm。
  6. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之熱傳導性薄片，其中前述熱傳導性聚矽氧組成物的硬化物的熱傳導率為3.0W/m．K以上。
  7. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之熱傳導性薄片，其中前述熱傳導性聚矽氧組成物的硬化物的A型硬度計硬度為60~96。
  8. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之熱傳導性薄片，其中前述熱傳導性填充材(C)係由下述成分所構成，(C1)平均粒徑為0.1μm以上未達5μm，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，且粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%的氧化鋁20~50質量%、及(C2)平均粒徑為5μm以上未達15μm，粒徑45μm以上的粒子的量為0~3質量%，且粒徑75μm以上的粒子的量為0~0.01質量%的氧化鋁50~80質量%。
  9. 如申請專利範圍第8項之熱傳導性薄片，其中(C2)成分為球狀氧化鋁。
  10. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之熱傳導性薄片，其中總厚為0.2mm時，依據ASTM D5470所測得的熱阻為1.8cm2．K/W以下。
  11. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之熱傳導性薄片，其中總厚為0.2mm時，依據JIS K6249所測得的絕緣破壞電壓為6kV以上。
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