(57)【要約】【課題】高い放熱性を維持しつつ、吸水性が低いことで２０ＧＨｚ以上の電波の進行を阻害しにくいＦＰＧＡアレイを提供する。【解決手段】ＦＰＧＡアレイ１０は、ＦＰＧＡ１１と、アンテナ１２とを有する。ＦＰＧＡアレイ１０には、ダイヤモンド粒子層２１が設けられる。ダイヤモンド粒子層２１は、ＦＰＧＡ１１で発生した熱を放熱するように配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド粒子を含有するＦＰＧＡアレイ。
【請求項２】
ダイヤモンド粒子の粒子径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下である請求項１に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項３】
前記ダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンド粒子層を備える請求項１又は２に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項４】
前記ダイヤモンド粒子層におけるダイヤモンド粒子の充填率が３０体積％以上９０体積％以下である請求項３に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項５】
前記ダイヤモンド粒子層が、前記ダイヤモンド粒子と、高分子マトリクスとを含有するダイヤモンド組成物から形成される、請求項３又は４に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項６】
前記高分子マトリクスが、シリコーンである、請求項５に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項７】
前記ダイヤモンド組成物が、さらに硬化触媒を含有する請求項６に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項８】
前記ＦＰＧＡアレイが、ＦＰＧＡと、アンテナを備える請求項１〜７のいずれか１項に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項９】
前記ダイヤモンド粒子が前記ＦＰＧＡで発生した熱を伝熱させ、かつ放熱するように配置される請求項８に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項１０】
前記ダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンド粒子層を備え、前記ダイヤモンド粒子層が、前記ＦＰＧＡの上に配置される請求項８又は９に記載のＦＰＧＡアレイ。
【請求項１１】
一方の面側に前記ＦＰＧＡが取り付けられる基板と、
前記基板の他方の面側の前記ＦＰＧＡに対応する位置に配置され、かつ、前記ダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンド粒子層とをさらに備え、
前記基板の前記ＦＰＧＡが設けられた位置に前記基板を貫通するようにビアが設けられる請求項８〜１０のいずれか１項に記載のＦＰＧＡアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スモールセルなどに使用することが可能なＦＰＧＡアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムは年々進化しており、２０２０年頃からは次世代通信規格（５Ｇ）がワールドワイドに採用される予定である。５Ｇでは現状の通信規格（４Ｇ）に対し、高速化、大容量化、及び低遅延化を目指している。そのため、４Ｇでは数ＧＨｚ程度であった周波数帯に対して、５Ｇでは３．５ＧＨｚ以上の高い周波数帯の電波が使用される。５Ｇで用いられる周波数帯域は、従来使用されていた周波数帯よりも短い範囲でしか電波が届かない。また、ビームフォーミング（beam forming）と呼ばれる技術が用いられることから直進性が高められると共に、受信側に向けて発信側が電波を送信する必要が生じる。
【０００３】
５Ｇではスモールセルと呼ばれる小さな通信基地局を数十ｍ〜数百ｍおきに設置する必要があるため、スモールセルの設置数が莫大になることが予想される。５Ｇにおいては、スモールセル・通信端末（エッジ）を管理するのにＦＰＧＡを用いることが検討されている。ＦＰＧＡでは、大容量のデータを各端末にクラウド経由などで送信して、ＯＳやプログラム等を容易に更新することができる。
そのため、上記更新のためのデータをビームとしてスモールセル―エッジ間で当て続ける必要が有るが、エッジは人間、自動車、電車等と共に移動するためそのビーム角度は常々変化させる必要が有る。
【０００４】
一方で、電子機器においては、集積された電子部品が熱を発生し、故障の原因となるため、電子部品から発生する熱を機器外部に放熱するために放熱グリースや放熱シートが使用されることがある。放熱シートは、樹脂やエラストマーに、熱伝導性フィラーを配合したものが一般的である。例えば、特許文献１には、シリコーン樹脂に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの熱伝導性フィラーが配合された熱伝導性シリコーンゴム組成物が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＰＧＡを含むスモールセルでは、５Ｇに対応した情報を処理するために処理量が増大し、それに合わせて発熱量も多くなる。したがって、放熱性の確保のために、放熱シートの適用が検討されている。放熱シートでは、熱伝導性フィラーとして酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの酸化物系のものが多く使用されるが、そのような熱伝導性フィラーは吸水性を有し含水率が高くなる。スモールセルから送受信される電波は、水分により進行が阻害されるから、含水率の高い放熱シートは、５Ｇ通信のスモールセルにおいて使用することが難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、吸水性が低く、５Ｇ通信などに使用されても、電波の進行を阻害することなく、高い放熱性を有するＦＰＧＡアレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討の結果、ＦＰＧＡアレイにダイヤモンド粒子を含有させることで上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。本発明は、以下の［１］〜［１１］を提供する。
［１］ダイヤモンド粒子を含有するＦＰＧＡアレイ。
［２］ダイヤモンド粒子の粒子径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下である上記［１］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［３］前記ダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンド粒子層を備える上記［１］又は［２］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［４］前記ダイヤモンド粒子層におけるダイヤモンド粒子の充填率が３０体積％以上９０体積％以下である上記［３］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［５］前記ダイヤモンド粒子層が、前記ダイヤモンド粒子と、高分子マトリクスとを含有するダイヤモンド組成物から形成される、上記［３］又は［４］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［６］前記高分子マトリクスが、シリコーンである上記［５］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［７］前記ダイヤモンド組成物が、さらに硬化触媒を含有する上記［６］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［８］前記ＦＰＧＡアレイが、ＦＰＧＡと、アンテナを備える上記［１］〜［７］のいずれか１項に記載のＦＰＧＡアレイ。
［９］前記ダイヤモンド粒子が前記ＦＰＧＡで発生した熱を伝熱させ、かつ放熱するように配置される上記［８］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［１０］前記ダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンド粒子層を備え、前記ダイヤモンド粒子層が、前記ＦＰＧＡの上に配置される上記［８］又は［９］に記載のＦＰＧＡアレイ。
［１１］一方の面側に前記ＦＰＧＡが取り付けられる基板と、
前記基板の他方の面側の前記ＦＰＧＡに対応する位置に配置され、かつ、前記ダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンド粒子層とをさらに備え、
前記基板の前記ＦＰＧＡが設けられた位置に前記基板を貫通するようにビアが設けられる上記［８］〜［１０］のいずれか１項に記載のＦＰＧＡアレイ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い放熱性を維持しつつ、吸水性が低いことで電波の進行を阻害しにくいＦＰＧＡアレイを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態のＦＰＧＡアレイを示す模式的な平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のＦＰＧＡアレイを示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のＦＰＧＡアレイを示す断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について実施形態を用いて詳細に説明する。
［ＦＰＧＡアレイ］
本発明のＦＰＧＡアレイは、ＦＰＧＡと、アンテナとを有する。ＦＰＧＡとは、ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙの略称であり、製造後に購入者や設計者が構成を設定できる集積回路であり、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）の一種である。ＦＰＧＡは、現場でプログラム可能なゲートアレイであることからこのように呼ばれている。アンテナは、外部と無線通信を行い、ＦＰＧＡは、アンテナにより受信した、又はアンテナから送信するための信号を処理する。
【００１２】
ＦＰＧＡアレイは、例えば、５Ｇ通信などにおいて使用される基地局の一つであるスモールセルに使用される。ＦＰＧＡアレイは、３．５ＧＨｚ以上の周波数の電波をアンテナより送受信可能である。周波数の上限は、特に限定されないが、実用的には１００ＧＨｚである。３．５ＧＨｚ以上の周波数の電波としては、３．５〜３．８ＧＨｚの周波数の電波や、４．４〜４．９ＧＨｚの周波数の電波や、２５〜３０ＧＨｚの周波数の電波や、７０ＧＨｚ付近の周波数の電波などの実用化が検討されている。
【００１３】
本発明のＦＰＧＡアレイは、ダイヤモンド粒子を有する。ダイヤモンド粒子は、ＦＰＧＡアレイにおいて発生した熱を伝導させて放熱するように配置され、具体的には、ダイヤモンド粒子層（放熱層）として配置される。ダイヤモンド粒子層は、高分子マトリクスと、ダイヤモンド粒子とを有し、ダイヤモンド粒子が高分子マトリクスによって結着され、それにより、一定の形状（すなわち、層状）に保持される。なお、高分子マトリクスの詳細は、後述するとおりである。
【００１４】
ダイヤモンド粒子は、熱伝導性の高い材料であるため、ＦＰＧＡアレイは、放熱性が優れたものとなり、ＦＰＧＡなどで発生した熱が、ＦＰＧＡアレイから適切に放熱される。
また、ＦＰＧＡアレイにおいて送受信される電波は、水分により進行が妨げられるが、本発明では、熱伝導性フィラーとして吸水性の低いダイヤモンド粒子が使用されることで、水分により上記電波の進行が妨げられにくくなる。特に、５Ｇ通信で用いられるような３．５ＧＨｚ以上の高い周波数帯の電波は、水分により上記電波の進行が妨げられやすいため、５Ｇ通信で使用するようなＦＰＧＡアレイにおいてダイヤモンド粒子を用いることで、５Ｇ通信が安定する。
さらに、ダイヤモンド粒子は、体積抵抗率が高いので、ダイヤモンド粒子の存在により短絡が生じたりすることも防止できる。
【００１５】
以下、図面を参照しながら、ＦＰＧＡアレイの具体例を第１及び第２の実施形態を参照しつつさらに詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、ＦＰＧＡアレイの第１の実施形態を示す模式的な平面図である。ＦＰＧＡアレイ１０は、図１に示すように、ＦＰＧＡ１１と、アンテナ１２とを備える。また、ＦＰＧＡアレイ１０は、ＦＰＧＡ１１、アンテナ１２以外にも様々なデバイスを有し、例えば、コンバータ１３、アンテナインターフェース１４などを備える。
【００１６】
アンテナインターフェース１４は、受信側インターフェース１４Ａ及び送信側インターフェース１４Ｂを有する。また、ＦＰＧＡアレイ１０は、基板２０を有し、基板２０の表面（一方の面）２０Ａ上に、ＦＰＧＡ１１、コンバータ１３、アンテナインターフェース１４などのデバイスが取り付けられる。アンテナ１２は、アンテナインターフェース１４に接続される。なお、アンテナ１２は、例えば、後述する筐体２２（図２参照）の外部に配置されてもよいが、基板２０上に設けられてもよい。
【００１７】
アンテナ１２が例えば基板２０上に設けられると、アンテナ１２とＦＰＧＡ１１は、近接した位置に配置されやすい。近接した位置に配置されると、アンテナ１２で送受信される電波は、ＦＰＧＡ１１を放熱するために使用する放熱層の影響を受けて進行が妨げられるおそれがあるが、本実施形態では、放熱層がダイヤモンド粒子層２１（図２参照）によって構成されるため、後述するように電波の進行が妨げられにくくなる。
【００１８】
また、アンテナ１２とＦＰＧＡ１１との距離は、小型化の観点及びエネルギーロスを少なくする観点から短いほうがよい。これら距離が短くなると、ＦＰＧＡ１１のための放熱層もアンテナ１２に近接するが、本発明では放熱層にダイヤモンド粒子を使用することで、アンテナ１２で送受信される電波の進行は、近接する放熱層によっても阻害されにくくなる。具体的なアンテナ１２とＦＰＧＡ１１の距離は、例えば、１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下である。また、距離の下限は特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍである。なお、アンテナとＦＰＧＡの距離とは、これらそれぞれを構成する回路又は回路が組み込まれた半導体間の最短距離を意味し、これらを封止したり、保護したりする封止材、保護部材などは考慮しない。
【００１９】
ＦＰＧＡ１１では、他の基地局などから送られてきた信号が、信号処理され、その後、信号はコンバータ１３によりアナログ信号に変換され、送信側インターフェース１４Ｂを介してアンテナ１２より送信させる。また、アンテナ１２で受信した信号は、受信側インターフェース１４Ａを介して、コンバータ１３に送られてデジタル信号に変換され、ＦＰＧＡ１１にて信号処理が行われる。ＦＰＧＡ１１にて信号処理された信号は、他の基地局などに送信される。ＦＰＧＡ１１にて行われる信号処理としては、周波数変換、増幅処理、信号校正処理などが挙げられる。また、ＦＰＧＡ１１は、ＦＰＧＡアレイ全体の動作を制御するためのプログラムを格納しており、格納されたプログラムは、外部から入力された信号により適宜書き変えられる。プログラムを書き変えるための信号は、例えば、他の基地局から入力されてもよいし、他の端末からアンテナを介して入力されてもよい。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るＦＰＧＡアレイ１０の断面図である。図２に示すように、本実施形態のＦＰＧＡアレイ１０は、放熱層を構成するダイヤモンド粒子層２１を備える。ダイヤモンド粒子層２１は、図２に示すように、ＦＰＧＡ１１の上に配置される。ＦＰＧＡ１１は、例えば、集積回路が組み込まれた半導体１１Ａと、半導体１１Ａを封止する封止部材１１Ｂを備え、ダイヤモンド粒子層２１は封止部材１１Ｂの上に配置される。
ダイヤモンド粒子層２１は、予めシート状に成形されたものをＦＰＧＡ１１上に配置することで形成させてもよいし、後述するダイヤモンド組成物をＦＰＧＡ１１上に塗布などすることにより形成させてもよい。また、ダイヤモンド粒子層２１は、ダイヤモンド組成物が熱硬化性などの硬化性を有する場合には、硬化させてからＦＰＧＡ１１上に配置させてよいし、ＦＰＧＡ１１上に配置してから硬化させてもよい。
【００２１】
ＦＰＧＡアレイ１０は、ＦＰＧＡ１１などを内部に収納する筐体２２を備え、筐体２２の内部には、ＦＰＧＡ１１などが取り付けられる基板２０が配置される。筐体２２の内面には、スプレッダ（第１のスプレッダ２３）が設けられる。第１のスプレッダ２３は、ＦＰＧＡ１１などが取り付けられる基板２０の表面２０Ａに対向する位置に配置される。第１のスプレッダ２３は、銅、アルミニウムなどの高い熱伝導率を有する金属などから形成される。ＦＰＧＡ１１の上に配置されたダイヤモンド粒子層２１は、第１のスプレッダ２３に接するように配置されるので、ＦＰＧＡ１１で発生した熱は、ダイヤモンド粒子層２１を介して第１のスプレッダ２３に伝導され、第１のスプレッダ２３及び筐体２２から放熱される。
【００２２】
以上のように本実施形態では、ダイヤモンド粒子層２１が設けられることで、ＦＰＧＡ１１で発生した熱は、高い熱伝導率で第１のスプレッダ２３に伝熱されて放熱される。また、放熱層を構成するダイヤモンド粒子層２１は、吸水性が低いので、放熱層が吸水した水分によりアンテナ１２から送受信される電波の進行が妨げられにくくなる。さらに、ダイヤモンド粒子は、体積抵抗率が高く、ダイヤモンド粒子層２１の絶縁性が高くなるので、放熱層により短絡が生じたりすることも防止できる。また、ダイヤモンド粒子層２１は、高分子マトリクスを有し一定の柔軟性が付与されるので、ＦＰＧＡ１１とスプレッダ２３の間を隙間なく埋めることが可能になる。
【００２３】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るＦＰＧＡアレイを示す。第１の実施形態において、ダイヤモンド粒子層は、ＦＰＧＡが設けられる基板の表面（一方の面）側に配置されるが、本実施形態では、他方の面（裏面）側に配置される。以下、第２の実施形態について第１の実施形態との相違点を説明する。
【００２４】
第２の実施形態におけるＦＰＧＡアレイ３０は、第１の実施形態と同様に、基板２０の表面２０Ａ上に様々なデバイスを有し、ＦＰＧＡ１１に加えて、コンバータ１３、アンテナインターフェース１４などが設けられる。
【００２５】
基板２０上には、第２のスプレッダ２４が設けられており、第２のスプレッダ２４の上にＦＰＧＡ１１が実装される。第２のスプレッダ２４は、銅、アルミニウムなどの高い熱伝導率を有する金属などから形成される。また、基板２０には、複数のビア２５が設けられる。各ビア２５は、基板２０の表面２０Ａから裏面２０Ｂに貫通する貫通孔である。ビア２５としては、貫通孔の内周面に銅箔、アルミニウムなどの金属で被膜され、内部が中空になったものなどが挙げられる。ビア２５は、基板２０のＦＰＧＡ１１が設けられた位置に対応して設けられる。したがって、ビア２５の表面側の端部は、第２のスプレッダ２４に接続される。
【００２６】
一方で、基板２０の裏面２０Ｂ側には、ダイヤモンド粒子層２１が設けられる。ダイヤモンド粒子層２１は、ＦＰＧＡ１１が設けられた位置に対応して配置される。すなわち、ダイヤモンド粒子層２１は、ビア２５の裏面１０Ｂ側の端部に接続されるように配置される。ダイヤモンド粒子層２１は、第１の実施形態と同様に形成される。
【００２７】
筐体２２の内面には第１のスプレッダ２３が設けられる。本実施形態の第１のスプレッダ２３は、基板２０の裏面２０Ｂに対向する位置に配置される。第１のスプレッダ２３は、第１の実施形態と同様に、高い熱伝導率を有する金属などから形成される。本実施形態でも、基板２０の裏面２０Ｂ上に配置されたダイヤモンド粒子層２１は、第１のスプレッダ２３に接するように配置される。したがって、ＦＰＧＡ１１で発生した熱は、第２のスプレッダ２４、ビア２５、ダイヤモンド粒子層２１を介して第１のスプレッダ２３に熱伝導され、第１のスプレッダ２３及び筐体２２から放熱される。
【００２８】
本実施形態でも、ダイヤモンド粒子層２１が設けられることで、ＦＰＧＡ１１で発生した熱は、高い伝導率でスプレッダ２３に伝熱されて放熱される。また、放熱層を構成するダイヤモンド粒子層２１は、吸水性が低いので、放熱層が吸水した水分によりアンテナ１２（図１参照）から送受信される電波の進行が妨げられにくくなる。さらに、ダイヤモンド粒子は、体積抵抗率が高く、ダイヤモンド粒子層の絶縁性が高くなるので、放熱層により短絡が生じたりすることも防止される。また、ダイヤモンド粒子層２１は、高分子マトリクスを有して一定の柔軟性が付与されるので、基板２０とスプレッダ２３の間を隙間なく埋めることが可能になる。
【００２９】
なお、以上の第１及び第２の実施形態におけるＦＰＧＡアレイ１０、３０は、本発明のＦＰＧＡアレイの一例であって、これらに限定されず、様々な改良、変更が可能である。例えば、筐体２２の内面に設けられた第１のスプレッダ２３が省略され、ダイヤモンド粒子層２１は、筐体２２内面に直接接触してもよい。このような構成でも、筐体２２が金属などの熱伝導性が高い材料で形成されることで、ＦＰＧＡ１１で発生した熱が筐体２２より効率よく放熱される。また、第２の実施形態では、基板上に設けられる第２のスプレッダ２４も省略されてもよい。
また、ダイヤモンド粒子層は、基板の表面側、又は基板の裏面側の一方に配置される構成を示したが、基板の表面側及び基板の裏面側の両方に配置されてもよい。
【００３０】
さらに、以上の第１及び第２の実施形態では、ＦＰＧＡ１１で発生した熱を放熱する例を示すが、ＦＰＧＡ１１以外のデバイスで発生した熱を放熱させる構成であってもよい。そのような場合には、ダイヤモンド粒子層は、その放熱させる対象の回路に対応した位置に配置するとよい。例えば、コンバータ１３を放熱させるためには、コンバータ１３の上や、コンバータ１３の位置に対応した基板２０の裏面２０Ｂ上にダイヤモンド粒子層が設けられるとよく、その他の構成も上記で説明した通りである。
勿論、放熱対象のデバイスは、２つ以上であってもよく、例えば、ＦＰＧＡ１１と、コンバータ１３などの他のデバイスで発生した熱を放熱させる構成を有してもよい。この場合、ダイヤモンド粒子層２１は、１つ設けられ、１つのダイヤモンド粒子層２１でＦＰＧＡ１１及び他のデバイスで発生した熱を放熱させる構成を有してもよい。
例えば、ダイヤモンド粒子層２１が、表面２０Ａ上に設けられる場合には、ダイヤモンド粒子層２１は、２つのデバイス（ＦＰＧＡと他のデバイス）の両方に跨るように設けられるとよい。このような構成でも、ダイヤモンド粒子層２１は、一定の柔軟性を有するので、デバイスとスプレッダ２３の間を隙間なく埋めることが可能になる。
また、ダイヤモンド粒子層が２つ以上設けられ、各ダイヤモンド粒子層が、各デバイスで発生した熱を放熱させる構成を有してもよい。
【００３１】
＜ダイヤモンド粒子層＞
次に、本発明のＦＰＧＡアレイに含まれるダイヤモンド粒子について、ダイヤモンド粒子層として使用される場合を例に説明する。ダイヤモンド粒子層は、高分子マトリクスと、ダイヤモンドとを含有するダイヤモンド組成物から形成される。
【００３２】
本発明のダイヤモンド組成物は、厚み変化に対する熱抵抗値変化の傾き（ΔＷ／ΔＤ（単位：Ｋ・ｃｍ2／Ｗ・ｍｍ））が、好ましくは１．８以下となるものである。ここで、ΔＷ／ΔＤ（単位：Ｋ・ｃｍ2／Ｗ・ｍｍ）とは、後述する実施例で説明するとおり、ダイヤモンド組成物を異なる厚さ（Ｄ１、Ｄ２）としたときの厚さ方向の熱抵抗値（Ｗ１、Ｗ２）をそれぞれ測定して、ΔＷ（単位：Ｋ・ｃｍ2／Ｗ）／ΔＤ（単位：ｍｍ）＝（Ｗ２−Ｗ１）／（Ｄ２−Ｄ１）の式により算出される値である。傾き（ΔＷ／ΔＤ）を１．８以下とすることで、放熱性が良好となり、例えば、デバイスの厚みムラによって発生するヒートスポットなどを十分に抑制できるようになる。
【００３３】
また、放熱性をより良好にする観点から、傾き（ΔＷ／ΔＤ）は、より好ましくは１．６以下、さらに好ましくは１．４以下、より更に好ましくは１．１以下である。また、傾き（ΔＷ／ΔＤ）は、放熱性の観点からは低ければ低いほどよいが、実用的には例えば、０．１以上、好ましくは０．３以上である。
傾き（ΔＷ／ΔＤ）は、例えば、ダイヤモンドの形状、大きさ、配合量、表面処理方法などを適宜変更し、また、後述するようにダイヤモンド以外の熱伝導性フィラーを配合し、その熱伝導性フィラーの形状、大きさ、配合量、表面処理方法などを適宜変更することで、上記した所望の範囲内に調整できる。
【００３４】
また、ダイヤモンド組成物は、体積抵抗値が１．０×１０13（Ω・ｍ）以上であり、かつ絶縁破壊電圧強度が１０ｋＶ／ｍｍ以上であることが好ましく、絶縁破壊電圧強度は２０ｋＶ／ｍｍ以上がより好ましい。本発明のダイヤモンド組成物は、このように体積抵抗値及び絶縁破壊電圧強度の両方が所定値以上であることで、絶縁性が良好となり、異常動作などの原因となることが防止される。
【００３５】
（高分子マトリクス）
本発明における高分子マトリクスは、樹脂、液状高分子成分などが挙げられる。
樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の硬化性樹脂が挙げられる。硬化性樹脂は、湿気硬化型、熱硬化型、光硬化型のいずれでもよいが、熱硬化型が好ましい。
また、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１−）ブテン樹脂、及びポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の熱可塑性樹脂などでもよい。
【００３６】
また、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム等のエラストマー樹脂などが挙げられる。これらエラストマー樹脂は、室温（２３℃）、常圧（１気圧）で液状となる液状エラストマーであってもよいし、固体状のものであってもよいし、これらの混合物であってもよい。
また、エラストマー樹脂としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーも使用できる。
【００３７】
高分子マトリクスは、液状高分子成分として、シリコーンオイルなどを使用してもよい。これら液状高分子成分は、単独で使用してもよいが、樹脂と併用してもよい。
液状高分子成分は、配合時に室温かつ常圧下に液状であり、かつ使用時においても液状ないしゲル状の成分である。すなわち、液状高分子成分は、硬化剤などにより硬化されず、また、硬化されても硬化後も液状ないしゲル状となるものである。したがって、液状高分子成分を単独で、又は比較的高い配合割合で使用すると、ダイヤモンド組成物から形成されるダイヤモンド粒子層をペースト状にできる。
【００３８】
高分子マトリクスとしては、上記した中では、電気特性に優れる点から、シリコーン樹脂、シリコーンオイルなどのシリコーンが好ましく、シリコーン樹脂がより好ましい。シリコーン樹脂は、縮合硬化型シリコーン樹脂、付加反応硬化型シリコーン樹脂のいずれでもよいが、付加反応硬化型シリコーン樹脂が好ましい。
【００３９】
付加反応硬化型シリコーン樹脂は、主剤となるシリコーン化合物と、主剤を硬化させる硬化剤とからなることが好ましい。主剤として使用されるシリコーン化合物は、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが好ましく、具体的には、ビニル両末端ポリジメチルシロキサン、ビニル両末端ポリフェニルメチルシロキサン、ビニル両末端ジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマー、ビニル両末端ジメチルシロキサン−フェニルメチルシロキサンコポリマー、ビニル両末端ジメチルシロキサン−ジエチルシロキサンコポリマーなどのビニル両末端オルガノポリシロキサンが挙げられる。
主剤として使用されるシリコーン化合物は、２５℃における粘度が、好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以上７００ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは１５０ｍＰａ・ｓ以上６００ｍＰａ・ｓ以下である。
なお、本明細書において粘度は、粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ回転粘度計ＤＶ−Ｅ）でスピンドルＮｏ．１４の回転子を用い、回転速度５ｒｐｍ、測定温度２５℃で測定するとよい。
【００４０】
付加反応硬化型シリコーン樹脂に使用される硬化剤としては、上記した主剤であるシリコーン化合物を硬化できるものであれば、特に限定されないが、ヒドロシリル基（ＳｉＨ）を２つ以上有するオルガノポリシロキサンである、オルガノハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。シリコーン化合物のビニル基に対するヒドロシリル基の比（モル比）は、好ましくは０．３以上５以下、より好ましくは０．４以上４以下、さらに好ましくは０．６以上４以下である。ダイヤモンド粒子を使用したダイヤモンド組成物では、ダイヤモンド粒子に起因して主剤と硬化剤の反応が進行しないことがあるが、モル比が０．６以上であると、反応が十分に進行して、十分に硬化されたダイヤモンド粒子層を得ることが可能になる。
【００４１】
オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、メチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、ポリメチルヒドロシロキサン、ポリエチルヒドロシロキサン、メチルヒドロシロキサン−フェニルメチルシロキサンコポリマーなどが挙げられる。これらは、末端にヒドロシリル基を含有していてもよいが、含有していなくてもよい。
硬化剤の２５℃における粘度は、好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以上７００ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは１５０ｍＰａ・ｓ以上６００ｍＰａ・ｓ以下である。
上記した主剤や硬化剤の粘度範囲を上記範囲内とすると、ダイヤモンド組成物を例えばペースト状で一定の形状に保つことができるため、ＦＰＧＡや基板の上などに容易に配置できるようになる。また、ダイヤモンドなどの絶縁性熱伝導性フィラーを適切に分散させたうえで多量に配合しやすくなる。
【００４２】
高分子マトリクスとしてシリコーン樹脂が使用される場合、ダイヤモンド組成物には通常、硬化触媒が含有される。硬化触媒としては、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などが挙げられる。これらの中では、白金系触媒が好ましい。硬化触媒は、シリコーン樹脂の原料となるシリコーン化合物と硬化剤とを硬化させるための触媒である。硬化触媒の配合量は、シリコーン化合物及び硬化剤の合計質量に対して、通常０．１〜２００ｐｐｍ、好ましくは０．５〜１００ｐｐｍである。
【００４３】
エポキシ樹脂としては、エポキシ基を少なくとも１つ、好ましくは２つ以上有するエポキシ化合物を使用するとよい。エポキシ化合物としては、例えばビスフェノール型、ノボラック型、ナフタレン型、トリフェノールアルカン型、ビフェニル型、環状脂肪族型、これらのハロゲン化物、これらの水素添加物等が挙げられる。
また、エポキシ樹脂としては、エポキシ化合物単独で使用されてもよいが、一般的には、上記エポキシ化合物を主剤とし、さらに硬化剤が加えられたものが使用される。硬化剤としては、重付加型又は触媒型のものが用いられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ポリアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ポリフェノール系硬化剤、ポリメルカプタン、ジシアンジアミド等が挙げられる。また、上記触媒型の硬化剤としては、例えば、３級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が例示される。これは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。
【００４４】
熱硬化性樹脂は、１液硬化型、２液硬化型のいずれでもよいが、好ましくは２液硬化型である。２液硬化型では、上記した主剤を含む１液と、硬化剤を含む２液とを混合して、ダイヤモンド組成物を調製するとよい。
なお、２液硬化型の場合、ダイヤモンド粒子は、１液及び２液の一方に配合されていてもよいし、両方に配合されていてもよい。後述するその他の熱伝導性フィラーも同様である。
【００４５】
高分子マトリクスに使用されるシリコーンオイルとしては、メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。シリコーンオイルは、例えば２５℃における粘度が、好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以上７００ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは１５０ｍＰａ・ｓ以上６００ｍＰａ・ｓ以下である。
【００４６】
高分子マトリクスの体積割合は、ダイヤモンド組成物全量に対して、好ましくは１０体積％以上５０体積％以下、より好ましくは１１体積％以上４０体積％以下、さらに好ましくは１２体積％以上３５体積％以下である。高分子マトリクスの体積割合がこれら下限値以上であると、高分子マトリクスに分散されたタイヤモンド粒子などの熱伝導性フィラーを、高分子マトリクスにより保持でき、ダイヤモンド組成物が一定の形状を維持できるようになる。また、これら上限値以下とすることで、タイヤモンド粒子などの熱伝導性フィラーを一定量以上ダイヤモンド組成物に配合できる。
【００４７】
（ダイヤモンド粒子）
本発明で使用されるダイヤモンド粒子は、その球形度が例えば０．５以上、好ましくは０．５５以上、さらに好ましくは０．６以上である。球形度は１に近いほど球形に近いことを示す指標となるものであり、球形度を高くすることで、ダイヤモンド粒子を高分子マトリクスに分散させやすくなり、さらに充填率も高めやすくなる。球形度の上限は、特に限定されず、１である。
なお、各フィラーの球形度は、各フィラーの電子顕微鏡写真を確認し、得られた像における粒子３００個について、（粒子の投影面積に等しい円の直径／粒子の投影像に外接する最小円の直径）を算出し、その平均値により求めることができる。
【００４８】
ダイヤモンド粒子の具体例な形状は、特に限定されず、例えば、球状であってもよいし、破砕形状、多角形状であってもよいし、その他の形状でもよい。球状とは、球形又は球形に近似する形状を意味し、本明細書では、球形度が、０．８以上のものを球状とする。また、破砕形状とは、破砕によって微細化された形状をいい、一般的に角ばった形状を有する。破砕形状及び多角形状は、例えば０．５以上０．８未満の球形度を有し、好ましくは０．５５以上０．８未満、より好ましくは０．６以上０．８未満の球形度を有する。ダイヤモンド粒子は、球状、破砕形状、又は多角形状とすることでダイヤモンド粒子の充填率を高めやすくなる。
【００４９】
ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上２５０μｍ以下である。０．１μｍ以上とすることで、ダイヤモンド組成物の熱抵抗が低くなりやすく、上記した傾き（ΔＷ／ΔＤ）も低くしやすくなり、さらに吸水率も低くしやすくなる。２５０μｍ以下とすることで、高分子マトリクスに適切に分散させつつ、高い充填率でダイヤモンド粒子を含有させることが可能になる。これら観点から、ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上１５０μｍ以下である。
なお、平均粒子径は、体積基準での粒子径を平均した平均粒子径であり、例えば、堀場製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置」を用いて測定することができる。平均粒子径の算出方法については、累積体積が５０％であるときの粒子径（ｄ５０）を平均粒子径とすればよい。
【００５０】
ダイヤモンド粒子は、上記したように、一般的に吸水率が低い。ダイヤモンド粒子の吸水率は、例えば、０．１５質量％以下であるが、０．１０質量％以下が好ましく、０．０５質量％以下がさらに好ましい。このように、ダイヤモンド粒子は、吸水率が低くなることで、ＦＰＧＡアレイにおいてアンテナから送受信される電波の進行をより阻害しにくくなる。吸収率の下限は、低ければ低いほうがよく、０質量％である。
ダイヤモンド粒子は、その材料特性から吸水率が低くなるが、粒径を大きくするなどして単位質量あたりの表面積を小さくすると低くなりやすくなる。
なお、吸水率は、フィラーを温度８５℃、相対湿度８５％の環境試験機に投入し４８時間放置し、放置後の重量変化率（質量％）を測定して求めることができる。
【００５１】
本発明において、ダイヤモンド組成物に含有されるダイヤモンド粒子は、互いに平均粒子径が異なる２種類以上のダイヤモンドを含むことが好ましい。平均粒子径が異なる２種類以上のダイヤモンドを使用すると、平均粒子径が小さいほうのダイヤモンド粒子が、平均粒子径が大きいほうのダイヤモンドの間に入り込み、高分子マトリクスにダイヤモンド粒子を適切に分散させつつ、ダイヤモンドの充填率を高めやすくなる。
なお、ダイヤモンド組成物は、ダイヤモンド粒子の粒度分布において、ピークが２つ以上現れることで平均粒子径が異なる２種類以上のダイヤモンドを有すると判断できる。
【００５２】
平均粒子径が異なる２種以上のダイヤモンドを含む場合、ダイヤモンド粒子は、平均粒子径が１０μｍ以上２５０μｍ以下のダイヤモンド（以下、「大粒径ダイヤモンド」ともいう）と、平均粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満のダイヤモンド（以下、「小粒径ダイヤモンド」ともいう）の混合物であることが好ましい。
このように、大粒径ダイヤモンドと、小粒径ダイヤモンドの両方を使用することで、高分子マトリクスにダイヤモンド粒子を適切に分散させつつ、ダイヤモンドの充填率を高めて、熱抵抗値、及び傾き（ΔＷ／ΔＤ）を低くしやすくなる。
【００５３】
ダイヤモンド粒子が小粒径ダイヤモンド及び大粒径ダイヤモンドの両方を含有する場合、小粒径ダイヤモンドに対する大粒径ダイヤモンドの体積比（大粒径／小粒径）は、例えば、０．１以上１０以下、好ましくは０．２以上８以下、より好ましくは０．３より大きく６以下である。体積比を大きくすると、放熱性を良好にしつつ吸水率も低くしやすくなる。
大粒径ダイヤモンドは、その平均粒子径が１５μｍ以上２００μｍ以下であることより好ましく、１８μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
大粒径ダイヤモンドの形状は、いかなるものでもよいが、上記した破砕状、多角形状、又は球状が好ましい。
【００５４】
大粒径ダイヤモンドは、互いに平均粒子径が異なる２種のダイヤモンドが併用されてもよい。例えば、平均粒子径が１０μｍ以上４０μｍ未満のダイヤモンド（以下、「第１の大粒径ダイヤモンド」ともいう）と、平均粒子径が４０μｍ以上２５０μｍ以下のダイヤモンド（（以下、「第２の大粒径ダイヤモンド」ともいう）が併用されてもよい。第１及び第２の大粒径ダイヤモンドを併用とすると、ダイヤモンド粒子の充填率をより高めやすくなる。
ここで、第１の大粒径ダイヤモンドは、平均粒子径が１２μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、１４μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。一方で、第２の大粒径ダイヤモンドは、平均粒子径が４０μｍ以上１５０μｍ以下であることがより好ましく、４０μｍ以上１２５μｍ以下であることがより好ましい。
勿論、大粒径ダイヤモンドとして、第１及び第２の大粒径ダイヤモンドのいずれか一方のみが使用されてもよい。
【００５５】
大粒径ダイヤモンドとしては、第２の大粒径ダイヤモンドの充填率が第１の大粒径ダイヤモンドの充填率より高いほうが好ましい。具体的には、第２の大粒径ダイヤモンドの充填率は、第１の大粒径ダイヤモンドの充填率の１．５倍以上５倍以下が好ましく、２倍以上４倍以下が好ましい。粒径の大きい第２の大粒径ダイヤモンドを多量に含有することで、傾き（ΔＷ／ΔＤ）をより小さくしやすくなる。
【００５６】
小粒径ダイヤモンドは、その平均粒子径が０．５μｍ以上８μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上７μｍ以下であることがさらに好ましい。小粒径ダイヤモンドの形状は、いかなるものでもよいが、破砕状が好ましい。破砕状の小粒径ダイヤモンドは、合成ダイヤモンドを破砕することで容易に製造できる。
【００５７】
小粒径ダイヤモンドも、互いに平均粒子径が異なる２種のダイヤモンドが併用されてもよい。例えば、平均粒子径が０．５μｍ以上２．５μｍ未満のダイヤモンド（以下、「第１の小粒径ダイヤモンド」ともいう）と、平均粒子径が２．５μｍ以上１０μｍ未満のダイヤモンド（以下、「第２の小粒径ダイヤモンド」ともいう）が併用されてもよい。
この場合、第１の小粒径ダイヤモンドは、平均粒子径が０．５μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。一方で、第２の小粒径ダイヤモンドは、平均粒子径が３μｍ以上７μｍ以下であることが好ましい。
小粒径ダイヤモンドとして、第１及び第２の小粒径ダイヤモンドを併用とすると、ダイヤモンド粒子の充填率をより高めやすくなる。
勿論、小粒径ダイヤモンドとして、第１及び第２の小粒径ダイヤモンドのいずれか一方のみが使用されてもよい。
【００５８】
また、平均粒子が異なる２種以上のダイヤモンドを含む場合、ダイヤモンド粒子は、小粒径ダイヤモンド及び大粒径ダイヤモンドの両方を含む必要はなく、例えば、小粒径ダイヤモンドのみであってもよい。この場合、小粒径ダイヤモンド粒子は、上記のように、第１及び第２の小粒径ダイヤモンド粒子を含有するとよい。
同様に、ダイヤモンド粒子は、大粒径ダイヤモンドのみであってもよく、その場合には、大粒径ダイヤモンド粒子は、上記のように、第１及び第２の大粒径ダイヤモンド粒子を含有するとよい。
【００５９】
本発明において、ダイヤモンド粒子の充填率は、３０体積％以上９０体積％以下であることが好ましく、３５体積％以上８５体積％以下であることがより好ましく、４０体積％以上８０体積％以下がさらに好ましい。本発明では、ダイヤモンド粒子の充填率をこれら下限値以上とすることで、吸水率を低いまま熱抵抗値を低くでき、かつ傾き（ΔＷ／ΔＤ）を所望の範囲に調整しやすくなる。また、上限値以下とすることで、高分子マトリクス中に、ダイヤモンド粒子を適切に分散させることができる。
【００６０】
ダイヤモンド粒子を熱伝導フィラーとして単独で使用する場合（すなわち、ダイヤモンド粒子以外の熱伝導フィラーを使用しない場合）、傾き（ΔＷ／ΔＤ）を所望の範囲に調整するためには、ダイヤモンド粒子の充填率を高くする必要がある。したがって、ダイヤモンド粒子を熱伝導フィラーとして単独で使用する場合、ダイヤモンド粒子の充填率は、５０体積％以上９０体積％以下が好ましく、６０体積％以上８５体積％以下がより好ましく、６５体積％以上８０体積％以下がさらに好ましい。このように、ダイヤモンド粒子を熱伝導フィラーとして単独で使用すると吸水率を低くしつつ、熱伝導性を高めることができる。
一方で、ダイヤモンド粒子を、後述するダイヤモンド粒子以外の熱伝導性フィラーと併用する場合、ダイヤモンド粒子の充填率はそれほど高くする必要はない。したがって、そのような場合、ダイヤモンド粒子の充填率は、３０体積％以上８０体積％以下が好ましく、３５体積％以上７５体積％以下がより好ましい。
なお、本明細書において「充填率」とは、ダイヤモンド組成物（すなわち、ダイヤモンド粒子層）の全体積に対する、体積％を意味し、例えば、ダイヤモンド粒子の充填率は、ダイヤモンド組成物（すなわち、ダイヤモンド粒子層）の全体積に対する、ダイヤモンド粒子が占める体積％を意味する。各成分の体積は、各成分の重量と、比重により算出可能である。
【００６１】
ダイヤモンド粒子は、通常、合成ダイヤモンドであり、黒鉛などの炭素原料を、鉄などの金属触媒存在下、高温高圧下で結晶化して合成できる。そのように合成されたダイヤモンドは、一般的に多角形状となる。また、高温高圧下で結晶化して合成されたダイヤモンドを、必要に応じて適宜破砕などすることで破砕形状のダイヤモンド粒子とするとよい。
合成されたダイヤモンド粒子は、必要に応じて、酸洗浄、または、水素ガスを使用した還元処理などが行われる。ダイヤモンド粒子は、酸洗浄し、その後未処理とすると、ダイヤモンド粒子表面に水酸基などの官能基が僅かに存在する。水酸基などの官能基が表面に存在するダイヤモンド粒子は、後述するシラン化合物などの表面処理剤により表面処理されると、その表面処理剤がダイヤモンド粒子に結合ないし付着しやすくなる。
【００６２】
（ダイヤモンド粒子の表面処理）
本発明で使用するダイヤモンド粒子は、表面処理がされることが好ましい。ダイヤモンド粒子は、表面処理がされることで、高分子マトリクスになじみやすくなり、高分子マトリクス中に大量のダイヤモンド粒子を均一に分散させやすくなる。また、ダイヤモンド組成物にシラン化合物などのダイヤモンド粒子を分散させるための化合物を配合する必要がないので、ダイヤモンド組成物の粘度、チキソ性、濡れ性、熱伝導率などの低下を抑えつつ、ダイヤモンド粒子を分散させることが可能になる。
ダイヤモンド粒子は、シラン化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物、リン酸化合物などの表面処理剤などで表面処理され、好ましくはシラン化合物により表面処理される。
表面処理剤のダイヤモンド粒子への付着量は、ダイヤモンド粒子に対して、例えば、０．０１質量％以上３質量％以下、好ましくは０．０２質量％以上２．５質量％以下である。
【００６３】
表面処理に用いられるシラン化合物としては特に制限はなく、例えば、アルコキシシラン類、クロロシラン類が挙げられ、アルコキシシラン類が好ましい。また、シラン化合物で表面処理されたダイヤモンド粒子は、高分子マトリクスに上記したシリコーン樹脂、シリコーンオイルを使用すると、高分子マトリクスに特になじみやすくなり、ダイヤモンド組成物におけるダイヤモンド粒子の配合量を増加させやすくなる。また、シラン化合物、特に後述するように、高分子シラン化合物を使用することで、フィラー、樹脂間の水素結合によりチキソ指数が低下するなどの不具合も生じにくくなる。
【００６４】
アルコキシシラン類としては、反応性基を有するアルコキシシラン、及び反応性基を有しないアルコキシシランが挙げられる。反応性基を有するアルコキシシランにおける反応性基は、例えば、エポキシ基、（メタ）アクリロイル基、アミノ基、ビニル基、ウレイド基、メルカプト基、及びイソシアネート基から選ばれる。
エポキシ基を有するアルコキシシランとしては、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
（メタ）アクリロイル基を有するアルコキシシランとしては、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
アミノ基を有するシラン化合物としては、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシランが挙げられる。
ビニル基を有するシラン化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
メルカプト基を有するアルコキシシランとしては、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
ウレイド基を有するアルコキシシランとしては、３−ウレイドプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
イソシアネート基を有するアルコキシシランとしては、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００６５】
また反応性基を有しないアルコキシシランとしては、アリールトリアルコキシシラン、アルキルトリアルコキシシランなどのトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシランなどのジアルコキシシランが挙げられ、これらの中では、アルキルトリアルコキシシランなどのトリアルコキシシランが好ましい。
アルキルトリアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシランなど、アルキル基の炭素数が１〜１０程度のアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。また、アリールトリメトキシシランとしては、フェニルトリメトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、トリルトリメトキシシランなどのアリール基の炭素数が６〜１０程度のアリールトリアルコキシシランが挙げられる。また、ジアルコキシシランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどが挙げられる。
【００６６】
また、シラン化合物の好ましい一態様としては、反応性基を有するアルコキシシランと、その反応性基と反応可能な官能基を有するポリオルガノシロキサンとの反応生成物である高分子シラン化合物が使用される。高分子シラン化合物を使用すると、ダイヤモンド粒子が、高分子マトリクス、特にシリコーン樹脂、シリコーンオイルなどのシリコーンとより一層なじみやすくなり、充填率を高めやすくなる。
高分子シラン化合物は、例えば、反応性基を有するアルコキシシランと、ポリオルガノシロキサンとを混合して、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの触媒存在下加熱などすることで反応させて得るとよい。
反応性基を有するアルコキシシランとしては、上記で列挙したものが使用できるが、上記したもののうち、トリアルコキシシランを使用することが好ましい。反応性基を有するアルコキシシランとしては、（メタ）アクリロイル基又はビニル基を有するシラン化合物が好ましく、（メタ）アクリロイル基を有するトリアルコキシシランがより好ましい。（メタ）アクリロイル基又はビニル基を有するシラン化合物を使用すると、後述するヒドロシリル基（ＳｉＨ）を有するオルガノポリシロキサンと容易に反応するので、簡単な方法で高分子シラン化合物を得ることができる。
【００６７】
高分子シラン化合物に使用される、官能基を有するポリオルガノシロキサンは、官能基は１つであってもよいが、２つ以上であってもよい。２つ以上の官能基を有する場合、このポリオルガノシロキサン１分子に対して、反応性基を有するアルコキシシランが２分子以上結合されてもよい。
官能基を有するポリオルガノシロキサンは、ヒドロシリル基（ＳｉＨ）を有するオルガノポリシロキサンが好ましい。ヒドロシリル基（ＳｉＨ）を有するオルガノポリシロキサンとしては、メチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、メチルヒドロシロキサン−フェニルメチルシロキサンコポリマーなどが挙げられる。これらは、末端にヒドロシリル基を含有していてもよいが、含有していなくてもよい。
官能基を有するポリオルガノシロキサンの重量平均分子量は、好ましくは８００〜５０００、より好ましくは１５００〜４０００である。なお、重量平均分子量は、ＧＰＣにより測定してポリスチレン換算の値である。
【００６８】
シラン化合物を用いて表面処理をする方法は、特に制限はなく、公知の方法で行えばよく、例えば、湿式処理法、乾式処理法を用いることができる。本発明では、これらの中では、湿式処理法が好ましい。
湿式処理法では、例えば、シラン化合物を分散又は溶解した溶液中に、ダイヤモンド粒子を加えて混合し、その後、加熱処理することで、ダイヤモンド粒子の表面にシラン化合物を結合ないし付着させるとよい。
乾式処理法は、溶液を使用せずに表面処理する方法であり、具体的には、ダイヤモンド粒子にシラン化合物を混合しミキサー等で攪拌し、その後、加熱処理することで、ダイヤモンド粒子の表面にシラン化合物を結合ないし付着させる方法である。
【００６９】
なお、ダイヤモンド粒子を２種類以上使用する場合、全てのダイヤモンド粒子が表面処理されていてもよいし、一部のダイヤモンド粒子のみが表面処理されていてもよいが、全てのダイヤモンド粒子が表面処理されることが好ましい。２種以上のダイヤモンド粒子が表面処理される場合、その２種以上のダイヤモンド粒子は、混合されて同時に表面処理されてもよいが、別々に表面処理されてもよい。
【００７０】
（その他の熱伝導性フィラー）
本発明のダイヤモンド組成物は、熱伝導性フィラーとして、ダイヤモンド粒子以外の熱伝導性フィラー（以下、「その他の熱伝導性フィラー」ともいう）をさらに含有してもよい。その他の熱伝導性フィラーを含有すると、フィラー全体としての吸水率が高くなるが、熱伝導性フィラー全体の充填率を向上させて、傾き（ΔＷ／ΔＤ）を低くして、放熱性を向上させやすくなる。
その他の熱伝導性フィラーとしては、絶縁性の観点から電気伝導率の低い材料が使用され、例えば、炭化物、窒化物、酸化物、水酸化物、ダイヤモンド以外の炭素系材料などが挙げられる。
炭化物としては、例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化チタン、炭化タングステンなどが挙げられる。窒化物としては、例えば、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化クロム、窒化タングステン、窒化マグネシウム、窒化モリブデン、窒化リチウムなどが挙げられる。酸化物としては、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素（シリカ）、アルミナ、ベーマイトなどの酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。炭素系材料としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、グラフェン、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどが挙げられる。また、ケイ酸塩鉱物であるタルクなども使用できる。
これらその他の熱伝導性フィラーは、単独で使用してもよいが、２種類以上併用してもよい。
その他の熱伝導性フィラーの熱伝導率は、熱伝導性を向上させる観点から、好ましくは８Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
【００７１】
その他の熱伝導性フィラーの吸水率は、低ければ低いほどよく、例えば、１０質量％以下、好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下である。その他の熱伝導性フィラーとして吸水率が低いものを使用すると、その他の熱伝導性フィラーによって、周波数３．５ＧＨｚ以上の電波の進行が阻害されるのをできる限り抑制できる。その他の熱伝導性フィラーの吸水率は、通常、上記したダイヤモンド粒子の吸水率よりも高くなり、例えば、０．１５質量％より大きい。
その他の熱伝導性フィラーの吸水率は、フィラーの種類を適宜選択することが調整できる。また、同じ種類のフィラーであっても、粒径を大きくするなどして単位質量あたりの表面積を小さくすると、吸水率は低くなりやすくなる。
【００７２】
その他の熱伝導性フィラーは、熱伝導性及び絶縁性の観点から、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、タルク、窒化アルミニウム、グラフェンから選択される１種以上が好ましく、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、及び窒化アルミニウムから選択される１種以上がより好ましく、酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムから選択される１種以上がさらに好ましい。酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムは、耐水性が高く、例えば後述するインテグラルブレンド法を用いた場合でも、表面が傷つきそこから分解が生じたりすることを防止する。
また、その他の熱伝導性フィラーとしては、上記した中でも、吸水性の観点からは、酸化アルミニウム好ましい。
【００７３】
その他の熱伝導性フィラーは、表面処理されてもよい。その他の熱伝導性フィラーは、表面処理がされることで、高分子マトリクスになじみやすくなり、高分子マトリクス中の大量のダイヤモンド粒子とともに、均一に分散されやすくなる。
その他の熱伝導性フィラーは、シラン化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物、リン酸化合物などの表面処理剤で表面処理され、好ましくはシラン化合物により表面処理される。なお、表面処理の詳細及び処理方法は、ダイヤモンド粒子に対して行われる表面処理と同様であるからその説明は省略する。
なお、その他の熱伝導性フィラーは、２種類以上使用する場合、全てのフィラーが表面処理されていてもよいし、一部のみが表面処理されていてもよい。
その他の熱伝導性フィラーは、表面処理がされる場合、ダイヤモンド粒子と混合されて、ダイヤモンド粒子と同時に表面処理されることが好ましいが、タイヤモンド粒子とは別に表面処理されてもよい。
【００７４】
その他の熱伝導性フィラーは、その球形度が例えば０．５以上、好ましくは０．５５以上、さらに好ましくは０．６以上である。球形度は１に近いほど球形に近くなるものであり、球形度を高くすることで、その他の熱伝導性フィラーの充填率を高めやすくなる。また、球形度の上限は、特に限定されず、１である。
また、本発明では、その他の熱伝導性フィラーに加えて、上記したようにダイヤモンド粒子の球形度も高くすることで、ダイヤモンド粒子及びその他の熱伝導性フィラーの合計充填量を高めやすくなる。
【００７５】
その他の熱伝導性フィラーの形状は特に限定されず、板状、鱗片状、針状、繊維状、チューブ状、球状、破砕形状、多角形状などのいずれでもよいが、球状、破砕形状、多角形状のいずれかが好ましく、球状がより好ましい。なお、球状とは、上記したように球形又は球形に近似する形状を意味し、球形度が、０．８以上である。また、破砕形状及び多角形状は、例えば、０．５以上０．８未満の球形度を有し、好ましくは０．５５以上０．８未満、より好ましくは０．６以上０．８未満の球形度を有する。
【００７６】
その他の熱伝導性フィラーの平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上２５０μｍ以下である。０．１μｍ以上であると、ダイヤモンド粒子と併用することで、厚さ方向の熱抵抗を低くしやすくなり、また、傾き（ΔＷ／ΔＤ）も低くしやすくなり、上記した所望の範囲内に調整しやすくなる。また、２５０μｍ以下とすることで、ダイヤモンド粒子に加えて、その他の熱伝導性フィラーを高充填としても、フィラーが均一に分散しないなどの不具合が生じにくくなる。これら観点から、その他の熱伝導製フィラーの平均粒子径は、好ましくは、０．２μｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以上１２５μｍ以下である。
【００７７】
その他の熱伝導性フィラーの充填率は、フィラー合計充填率が後述する範囲となるように適宜調整すればよいが、好ましくは７５体積％以下、より好ましくは７０体積％以下である。これら上限値以下とすることで、ダイヤモンド組成物に一定量以上のダイヤモンド粒子を配合できるので、傾き（ΔＷ／ΔＤ）を所望の範囲内に調整しやすくなる。また、吸収率の観点から、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、５０体積％以下が好ましく、３０体積％以下がさらに好ましい。
また、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、好ましくは１０体積％以上、より好ましくは２０体積％以上である。これら下限値以上とすると、その他の熱伝導性フィラーを配合した効果を発揮させやすくなる。また、吸水率の観点からは、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、０質量％でもよい。
また、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、絶縁性及び放熱性の観点から、ダイヤモンド粒子の充填率に対して、０．１以上５以下が好ましく、０．２以上４以下がより好ましく、絶縁性をさらに高める観点から０．３以上２以下がさらに好ましい。また、吸水性の観点からは、その他の熱伝導性フィラーの充填率は少なければ少ないほどよく、ダイヤモンド粒子の充填率に対して、１以下がよりさらに好ましく、０．５以下が特に好ましい。
なお、上記したとおり、吸水性の観点などから、その他の熱伝導性フィラーを使用しなくてもよく、すなわち、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、ダイヤモンド粒子の充填率に対して０であってもよい。
【００７８】
その他の熱伝導性フィラーは、例えば、平均粒子径が１０μｍ以上２５０μｍ以下の熱伝導性フィラー（以下、「大粒径熱伝導性フィラー」ともいう）であってもよいし、平均粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の熱伝導性フィラー（（以下、「小粒径熱伝導性フィラー」ともいう）であってもよい。また、その他の熱伝導性フィラーは、大粒径熱伝導性フィラー及び小粒径熱伝導性フィラーの両方が使用されてもよい。
【００７９】
大粒径熱伝導性フィラーは、平均粒子径が１５μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましく、１８μｍ以上１３５μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以上１２５μｍ以下であることが好ましい。大粒径熱伝導性フィラーは、１種を単独で使用してもよいが、互いに平均粒子径が異なる２種以上を併用してもよい。
【００８０】
小粒径熱伝導性フィラーは、その平均粒子径が０．２μｍ以上８ｍ以下であることより好ましく、０．３μｍ以上７μｍ以下であることがさらに好ましい。
小粒径熱伝導性フィラーは、１種を単独で使用してもよいが、互いに平均粒子径が異なる２種以上を併用してもよい。例えば、平均粒子径が０．１μｍ以上２．５μｍ未満の小粒径熱伝導性フィラー（以下、「第１の小粒径熱伝導性フィラー」ともいう）と、平均粒子径が２．５μｍ以上１０μｍ未満の小粒径熱伝導性フィラー（以下、「第２の小粒径熱伝導性フィラー」ともいう）が併用されてもよい。
この場合、第１の小粒径熱伝導性フィラーは、平均粒子径が０．３μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。一方で、第２の小粒径熱伝導性フィラーは、平均粒子径が３μｍ以上７μｍ以下であることが好ましい。
小粒径熱伝導性フィラーとして、第１及び第２の小粒径熱伝導性フィラーを併用とすると、小粒径熱伝導性フィラーの充填率をより高めやすくなる。
勿論、小粒径熱伝導性フィラーとして、第１及び第２の小粒径熱伝導性フィラーのいずれか一方のみが使用されてもよい。
【００８１】
本発明において、その他の熱伝導性フィラーは、ダイヤモンド粒子に対して、補完的に組み合わされて使用されることが好ましい。具体的には、熱伝導性フィラー（タイヤモンド粒子、及びその他の熱伝導性フィラー）は、傾き（ΔＷ／ΔＤ）を低くするためには、大粒径のフィラーと、小粒径のフィラーを組み合わせて、大粒径及び小粒径のフィラーをいずれも所定量以上に配合することが好ましい。
したがって、ダイヤモンド粒子が大粒径ダイヤモンドを含有しない場合や、含有しても少ない場合には、その他の熱伝導性フィラーとして少なくとも大粒径熱伝導性フィラーを配合すればよい。
同様に、ダイヤモンド粒子が小粒径ダイヤモンドを含有しない場合や、含有しても少ない場合には、熱伝導性フィラーとして少なくとも小粒径のその他の熱伝導性フィラーを配合すればよい。
また、ダイヤモンド粒子が、大粒径ダイヤモンドと、小粒径ダイヤモンドの両方をそれぞれ適度な量含有する場合には、熱伝導性フィラーも、小粒径熱伝導性フィラー及び大粒径熱伝導性フィラーの両方をそれぞれ適度に配合するとよい。
【００８２】
熱伝導性フィラー全体（すなわち、ダイヤモンド粒子とその他の熱伝導性フィラーの合計）における、小粒径フィラーに対する、大粒径フィラーの体積比（大粒径／小粒径）は、例えば、０．２以上５以下である。この体積比は、好ましくは０．５以上２以下、より好ましくは１．０以上１．８以下である。なお、大粒径フィラーとは、平均粒子径が１０μｍ以上２５０μｍ以下の熱伝導性フィラーを意味し、その体積は、上記大粒径ダイヤモンド粒子と大粒径熱伝導性フィラーの合計体積である。また、小粒径フィラーとは、平均粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ未満の熱伝導性フィラーを意味し、その体積は、上記小粒径ダイヤモンド粒子と小粒径熱伝導性フィラーの合計体積である。
熱伝導性フィラー全体における体積比（大粒径／小粒径）を上記範囲内にすると、熱伝導性フィラーの含有量を大量にしても熱伝導性フィラーを高分子マトリクスに均一に分散させることが可能である。また、ダイヤモンド組成物の熱抵抗値を低くし、さらには、傾き（ΔＷ／ΔＤ）も低くできる。
【００８３】
また、熱伝導性フィラーの合計充填率（すなわち、ダイヤモンド粒子の充填率とその他の熱伝導性フィラーの充填率の合計）は、好ましくは４０体積％以上９２体積％以下、より好ましくは５０体積％以上９０体積％以下、さらに好ましくは６５体積％以上８５体積％以下である。これら下限値以上とすることで、熱抵抗値を低くでき、さらには、傾き（ΔＷ／ΔＤ）を低くできる。また、上限値以下とすることで、熱伝導性フィラーを適切に高分子マトリクス中に分散させることが可能になる。
【００８４】
また、熱伝導性フィラー全体の吸水率は、例えば、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましく、０．１５質量％以下がさらに好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。このように、熱伝導性フィラー全体の吸水率を低くすることで、ＦＰＧＡアレイにおいてアンテナから送受信される電波の進行をより阻害しにくくなる。吸収率の下限は、低ければ低いほうがよく、０質量％である。
なお、熱伝導性フィラー全体の吸水率は、ダイヤモンド組成物に含まれるフィラー全部を上記したとおりに環境試験機に投入して測定するとよい。
【００８５】
（分散剤）
本発明のダイヤモンド組成物は、分散剤を含有してもよい。分散剤を含有することで、ダイヤモンド粒子などの熱導電性フィラーをダイヤモンド組成物に分散させやすくなり、ダイヤモンド粒子などを大量にダイヤモンド組成物に配合できる。
分散剤としては、例えば高分子系分散剤が使用できる。使用される高分子系分散剤としては、官能基を有する高分子化合物が挙げられる。高分子化合物としては、例えば、アクリル系、ビニル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、エポキシ系、ポリスチレン系、アミノ系等が挙げられる。また、官能基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、カルボン酸エステル基、リン酸エステル基、スルホン酸エステル基、ヒドロキシル基、アミノ基、四級アンモニウム塩基、アミド基等が挙げられ、リン酸エステル基が好ましい。分散剤は、高分子マトリクスが例えばエポキシ樹脂を含むときに使用されることが好ましい。
分散剤の含有量は、ダイヤモンド組成物全量基準で、０．１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．４質量％以上２．５質量％以上がより好ましい。含有量をこれら下限値以上とすると、ダイヤモンド粒子などの熱伝導性フィラーをダイヤモンド組成物に適切に分散させやすくなる。また、上限値以下とすることで、含有量に見合った分散性を付与できる。
【００８６】
（その他の添加剤）
本発明のダイヤモンド組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤等の放熱層に一般的に使用する添加剤を含有してもよい。また、ダイヤモンド組成物に、熱硬化性樹脂を使用する場合には、反応遅延剤を含有させてもよい。
【００８７】
（ダイヤモンド組成物の調製）
本発明のダイヤモンド組成物は、高分子マトリクス及びダイヤモンド粒子、さらには、必要に応じて配合されるその他の熱伝導性フィラー、分散剤などの添加剤などを混合して調製するとよい。これら成分を混合する方法は、特に限定されないが、例えば、高分子マトリクスに、ダイヤモンド粒子、さらには、必要に応じて配合されるその他の熱伝導性フィラー、添加剤など添加し、その後攪拌ないし混練などすることで調整するとよい。また、２液硬化型の熱硬化性樹脂の場合には、上記したように、予め用意した１液と、２液とを混合することで調製するとよい。１液、２液それぞれを用意する際も同様に各種成分を混合して調製するとよい。
ここで、各成分を混合するときのダイヤモンド組成物の温度は、特に限定されないが、ダイヤモンド粒子や熱伝導性フィラーが分散剤により分散され、かつ高分子マトリクスがエポキシ樹脂である場合には、例えば、２０℃以上１５０℃以下であればよい。各成分を混合するときのダイヤモンド組成物の温度が１５０℃以下であると、分散剤により分散された各種フィラーの分散性が維持される。また、同様の理由で、ダイヤモンド粒子や熱伝導性フィラーが分散剤により分散され、かつ高分子マトリクスがエポキシ樹脂である場合には、後述するようにダイヤモンド組成物を所定の形状にし、その後硬化するときのダイヤモンド組成物の温度も１５０℃以下にするとよい。
【００８８】
また、熱伝導性フィラー、ダイヤモンドは、上記のようにシラン化合物によって表面処理された上で、高分子マトリクスに配合するとよいが、インテグラルブレンド法を用いてもよい。すなわち、熱伝導性フィラー、ダイヤモンドは、上記した表面処理をせずに、高分子マトリクスに上記したシラン化合物などを加えて混合してもよい。
本発明のダイヤモンド組成物は、例えば、高分子マトリクスが硬化性樹脂を含む場合には、所定の形状にした後、適宜加熱などして硬化させることで所定の形状に成形されたダイヤモンド粒子層にすることができる。ダイヤモンド組成物をダイヤモンド粒子層にする方法としては、特に限定されず、塗布、キャスティング、ポッティング、押出成形などにより、薄膜状、シート状などにするとよい。
【実施例】
【００８９】
以下に本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９０】
本発明の評価方法は以下の通りである。
［傾き（ΔＷ／ΔＤ）］
各実施例、比較例で得られたダイヤモンド組成物を直ちに測定装置の測定部分上に厚み５００μｍ（Ｄ２）となるように塗布して、そのときのダイヤモンド組成物の熱抵抗値（Ｗ２）を、メンターグラフィックス社製の装置「ＤｙｎＴＩＭ」を用いてＡＳＴＭ Ｄ５４７０に準拠して測定した。その後、ダイヤモンド組成物の厚みを調整して厚み３００μｍ（Ｄ１）のときの熱抵抗値（Ｗ１）を同様に測定した。得られた熱抵抗値を用いて、式：ΔＷ（単位：Ｋ・ｃｍ2／Ｗ）／ΔＤ（単位：ｍｍ）＝（Ｗ２−Ｗ１）／（Ｄ２−Ｄ１）より傾き（ΔＷ／ΔＤ、単位：Ｋ・ｃｍ2／Ｗ・ｍｍ）を算出した。
【００９１】
［絶縁性評価］
（体積抵抗値）
各実施例、比較例のダイヤモンド組成物を平板試料用電極  ＳＭＥ−８３１０（日置電機社製）により体積抵抗値を測定して、以下の基準により評価した。
○：１．０×１０13（Ω・cm）以上
×：１．０×１０13（Ω・cm）未満
（絶縁破壊電圧強度）
各実施例、比較例のダイヤモンド組成物を耐電圧試験機（ＥＴＥＣＨ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製「ＭＯＤＥＬ７４７３」）を用いて、テストサンプル間に０．３３ｋＶ／秒の速度で電圧が上昇するように、温度２５℃にて交流電圧を印加した。テストサンプルに１０ｍＡの電流が流れた電圧を絶縁破壊電圧とした。絶縁破壊電圧をテストサンプルの厚みで除算することで規格化し、絶縁破壊強度を算出した。絶縁破壊強度を以下の基準で評価した。
◎：２０ｋＶ／ｍｍ以上
○：１０ｋＶ／ｍｍ以上２０ｋＶ／ｍｍ未満
△：５ｋＶ/ｍｍ以上１０ｋＶ／ｍｍ未満
×：５ｋＶ／ｍｍ未満
【００９２】
［吸水率］
明細書記載の方法に従って、ダイヤモンド組成物に配合される熱伝導性フィラー全体の吸水率を求めた。
【００９３】
［電磁波特性評価］
基板上にＦＰＧＡ及びアンテナが１ｃｍ離れた形で搭載されたテストサーキット基板を電源に接続し、実施例、比較例で作製したダイヤモンド組成物をＦＰＧＡ上に２ｍｍの厚みで塗布した上でアルミ製ヒートシンクを接続した。一方で温度８５℃、相対湿度８５％の環境試験機に投入し１２０時間放置した、ダイヤモンド組成物を同様に配置したテストサーキット基板を用意した。これらを用いてアンテナより２０ＧＨｚの信号を発信した際における信号強度を、キーサイト社製スペクトルアナライザ（Ｎ９３４４Ｃ）を用いて測定を行い、環境試験機に投入の有無による強度変化を以下の基準で評価した。
◎：１％未満
○：１％以上５％未満
△：５％以上１０％未満
×：１０％以上
【００９４】
実施例、比較例で使用したダイヤモンド粒子、その他の熱伝導性フィラーは、以下の通りである。
＜ダイヤモンド粒子＞
ダイヤ１：第２の小粒径ダイヤモンド、未処理、トーメイダイヤ社製、商品名ＣＭＭ４−８、平均粒子径４μｍ、球形度０．６、破砕品、吸水率０．０７質量％
ダイヤ２：第１の小粒径ダイヤモンド、未処理、トーメイダイヤ社製、商品名ＭＤ−１０００、平均粒子径１μｍ、球形度０．６、破砕品、吸水率０．１１質量％
ダイヤ３：第２の大粒径ダイヤモンド、未処理、平均粒子径５０μｍ、サンゴバン社製ＭＢグレード  球形度０．６、破砕品、吸水率０．０１質量％
ダイヤ４：第１の大粒径ダイヤモンド、未処理、トーメイダイヤ社製、商品名ＣＭＭ２０−４０、平均粒子径２０μｍ、球形度０．６、破砕品、吸水率０．０３質量％
【００９５】
＜その他の熱伝導性フィラー＞
（アルミナ）
アルミナ１：第２の小粒径熱伝導性フィラー、マイクロン社製、商品名「ＡＬ３」、平均粒子径４μｍ、球形度１、球形フィラー、吸水率０．７９質量％
アルミナ２：第１の小粒径熱伝導性フィラー、株式会社アドマテックス製、商品名「ＡＯ５０２」、平均粒子径０．５μｍ、球形度１、球形フィラー、吸水率１．６７質量％
アルミナ３：大粒径熱伝導性フィラー、マイクロン社製、商品名「ＡＬ３５」、平均粒子径３５μｍ、球形度１、球形フィラー、吸水率０．３５質量％
（酸化マグネシウム）
ＭｇＯ１：第２の小粒径熱伝導性フィラー、協和化学工業株式会社製、商品名「パイロキスマ５３０１」、平均粒子径２μｍ、球形度０．６、粉砕品、吸水率９．０１質量％
ＭｇＯ２：大粒径熱伝導性フィラー、宇部マテリアルズ株式会社製、商品名ＲＦ−９８、平均粒子径５０μｍ、球形度：０．６、粉砕品、吸水率５．０３質量％
【００９６】
＜表面処理剤＞
（表面処理剤１）
３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、商品名「ＫＢＭ５１０３」）１ｇと、両末端トリメチルシリル基封鎖メチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー（商品名「ＨＭＳ０３１」、Ｇｅｌｅｓｔ社製、重量平均分子量：１９００〜２０００）８ｇと白金触媒０．０１ｇとを混合した。その混合物を１５０℃のオーブンで２時間加熱して表面処理剤１を得た。
【００９７】
［実施例１］
（表面処理）
まず、表面処理剤１を溶媒としてのエタノールで濃度１質量％に希釈した表面処理液を作製した。次に、その表面処理液に、ダイヤモンド１を７．５質量部、ダイヤモンド２を２．５質量部、ダイヤモンド３を４．２質量部、ダイヤモンド４を３．５質量部となるように混合したフィラー混合物を加えた。その後、フィラーが配合された表面処理液を３０分間、３０℃で攪拌した後、７０℃で、１２時間加熱して、溶媒を除去して、表面処理剤１により表面処理されたダイヤモンド１〜４の混合物を得た。ダイヤモンド１〜４の混合物に対する、表面処理剤の付着量は、表１に示すとおりであった。
【００９８】
（ダイヤモンド組成物の調製）
高分子マトリクスとして、付加反応型シリコーン樹脂の主剤を構成するビニル両末端オルガノポリシロキサン（２５℃での粘度が３００ｍＰａ・ｓ）１．５質量部に対して、表面処理されたダイヤモンド１〜４を表１に示す配合部数で加え、さらに反応遅延剤０．０１５質量部、白金触媒を触媒量添加して、ダイヤモンド組成物の１液を調製した。
また、付加反応型シリコーン樹脂の硬化剤を構成するオルガノハイドロジェンポリシロキサン（２５℃での粘度が４００ｍＰａ・ｓ）１．５質量部に対して、表面処理されたダイヤモンド１〜４を表１に示す配合部数で加え、ダイヤモンド組成物の２液を調製した。
１液と、２液を質量比（１液／２液）１：１で混合して、ダイヤモンド組成物を作製し、評価した。その結果を表１に示す。
【００９９】
［実施例２］
表面処理液で処理する熱伝導性フィラーを表１の通りに変更し、表面処理された熱伝導性フィラーの配合部数を表１に示すとおりに調整して、ダイヤモンド組成物の１液及び２液を作製した以外は、実施例１と同様に実施した。
【０１００】
［実施例３］
高分子マトリクスとして、ジメチルポリシロキサン（シリコーンオイル、商品名「ＳＨ２００ＣＶ」、東レ・ダウコーニング株式会社製、粘度：１１０ｃＳ）１．４質量部に対して、表１で示されている配合部数で、実施例１と同様に表面処理された熱伝導性フィラーを加えた。遊星式攪拌機を用いて２５℃、５００ｒｐｍで２５分間攪拌することにより、ダイヤモンド組成物を得た。
【０１０１】
［比較例１］
ダイヤモンド粒子を使用せずに、ダイヤモンド組成物の配合を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様に実施した。
【０１０２】
【表１】
2020025095.tif 000003
【０１０３】
表１の結果から明らかなように、各実施例によれば、熱伝導性フィラーとしてダイヤモンド粒子を使用することで、熱伝導率が高く、放熱性を良好にすることができた。また、熱伝導性フィラーの吸水率が低くなりフィラーによる吸水が抑えられることで、電波の進行が放熱層の水分により阻害されにくくなり、電磁波特性評価における信号強度の低下が少なかった。特に、３．５ＧＨｚ以上の電波の進行はより水分に影響を受けやすいため、本発明のＦＰＧＡアレイは５Ｇ通信のスモールセルに好適に使用できると考えられる。
それに対して、熱伝導性フィラーとしてダイヤモンド粒子を使用しない比較例では、熱伝導性を十分に良好にすることができなかった。また、熱伝導性フィラーの吸水率が高くなり、電波の進行が放熱層の水分により阻害されやすくなり、電磁波特性評価における信号強度の低下が大きくなった。特に、３．５ＧＨｚ以上の電波の進行はより水分に影響を受けやすいため、５Ｇ通信のスモールセルに使用すると信号を送受信しにくくなると考えられる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０，３０  ＦＰＧＡアレイ
１１  ＦＰＧＡ
１２  アンテナ
１３  コンバータ
１４  アンテナインターフェース
２０  基板
２０Ａ  表面
２０Ｂ  裏面
２１  ダイヤモンド粒子層
２２  筐体
２３  第１のスプレッダ
２４  第２のスプレッダ
【図１】
2020025095.tif 000004
【図２】
2020025095.tif 000005
【図３】
2020025095.tif 000006