(57)【要約】【課題】バインダ成分と熱伝導性フィラとを含有する熱伝導性材料において、熱伝導性フィラとしてアルミニウム粒子を使用しても、良好な熱伝導性を維持しつつ、バインダ成分の劣化を防止できるようにする。【解決手段】バインダ成分と熱伝導性フィラとを含有する熱伝導性材料の当該熱伝導性フィラは、酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子を含む。アルミニウム粒子を被覆する酸化アルミニウム膜の膜厚は５０ｎｍ以下である。また、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が、８５％以上である。【選択図】無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダ成分と熱伝導性フィラとを含有する熱伝導性材料であって、
前記熱伝導性フィラが、酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子を含み、
前記アルミニウム粒子を被覆している酸化アルミニウム膜の膜厚が５０ｎｍ以下であり、
前記アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が、８５％以上である熱伝導性材料。
【請求項２】
酸化アルミニウム膜の膜厚が、３ｎｍ以上である請求項１記載の熱伝導性材料。
【請求項３】
前記アルミニウム粒子の平均粒径が、１μｍ以上１００μｍ以下である請求項1又は２記載の熱伝導性材料。
【請求項４】
前記アルミニウム粒子の形状が、紡錘状である請求項１〜３のいずれかに記載の熱伝導性材料。
【請求項５】
熱伝導性材料中の前記熱伝導性フィラの含有量が、６０体積％以上９０体積％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の熱伝導性材料。
【請求項６】
熱伝導性フィラ中の前記アルミニウム粒子の含有量が、５体積％以上５０体積％である請求項１〜５のいずれかに記載の熱伝導性材料。
【請求項７】
熱伝導性フィラが、アルミナ粒子と窒化アルミニウム粒子とを含有する請求項１〜６のいずれかに記載の熱伝導性材料。
【請求項８】
アルミナ粒子の平均粒径が、０．５μｍ以上１００μｍ以下、窒化アルミニウム粒子の平均粒径が、１μｍ以上１００μｍ以下である請求項７記載の熱伝導性材料。
【請求項９】
アルミニウム粒子１００体積部に対し、アルミナ粒子を１体積部以上２００体積部以下、窒化アルミニウム粒子を１０体積部以上５００体積部以下含有する請求項７又は８記載の熱伝導性材料。
【請求項１０】
更に酸化防止剤を含有する請求項１〜９のいずれかに記載の熱伝導性材料。
【請求項１１】
酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤である請求項１０記載の熱伝導性材料。
【請求項１２】
フェノール系酸化防止剤が、セミヒンダードタイプである請求項１１記載の熱伝導性材料。
【請求項１３】
シート状又はフィルム状に成形されている請求項１〜１２のいずれかに記載の熱伝導性材料。
【請求項１４】
発熱材と放熱体との間に、請求項１〜１３のいずれかに記載の熱伝導性材料が挟持されている構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやモバイルフォーン等の電子装置には、駆動に伴い発熱する半導体チップや半導体モジュール等の半導体装置が用いられている。半導体装置は熱により動作停止、誤動作あるいは誤作動を起こす場合があるため、従来より、半導体装置に、熱伝導性材料を介してヒートシンク等の放熱体を設置することが行われている。このような熱伝導性材料としては、バインダ成分に、熱伝導性フィラを分散させた材料が広く用いられている。
【０００３】
ところで、熱伝導性材料の熱伝導性を低コストで高めるために、良好な熱伝導性を示し且つ低コストで入手可能な熱伝導性フィラを使用することが望まれるところ、このような熱伝導性フィラとしてアルミニウム粒子を使用した熱伝導性シートが提案されている（特許文献１）。この熱伝導性シートは、集積回路素子等の発熱部品とヒートシンクとの間に設けられることが想定されているが、それらの間に設けられた熱伝導性シートの端部から熱伝導性フィラが脱落した場合に短絡の問題が発生することが懸念される。このため、特許文献１の実施例では、表面に厚さ９７０ｎｍの電気絶縁性の酸化アルミニウム膜が形成された平均粒径が５０μｍのアルミニウム粒子を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３６９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の熱伝導性シートで使用しているアルミニウム粒子は、熱伝導率が良好な金属アルミニウムがコアとなっているものの、酸化アルミニウム膜の厚みが比較的厚いため、その熱伝導性が金属アルミニウム粒子よりも大きく低下するという問題がある。このため、酸化アルミニウム膜被覆アルミニウム粒子の表面の酸化アルミニウム膜の厚みを薄くすることが考えられるが、前述したような短絡の発生が懸念されるだけでなく、酸化アルミニウム膜被覆アルミニウム粒子の表面に残存する活性領域によりバインダ成分の劣化が促進され、熱伝導性シートの柔軟性が損なわれ、特にエージング前後で熱伝導性シートの圧縮率維持率が低下するという問題があった。この問題は、熱伝導性シートと発熱部品又はヒートシンクとの間で剥離の問題を生じさせることが懸念される。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決しようとするものであり、バインダ成分と熱伝導性フィラとを含有する熱伝導性材料において、熱伝導性フィラとしてアルミニウム粒子を使用しても、良好な熱伝導性を維持しつつ、バインダ成分の劣化を防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は、熱伝導性材料に使用するアルミニウム粒子について、その表面の酸化アルミニウム膜の厚さを所定厚さ以下にすることにより、アルミニウム粒子に良好な熱伝導性を付与することができ、また、アルミニウム粒子の表面活性を抑制するために、アルミニウム粒子表面における酸化アルミニウムの存在割合を所定割合以上とすることにより、バインダ成分の劣化を抑制し、特にエージング前後における熱伝導性シートの圧縮率維持率の低下を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、バインダ成分と熱伝導性フィラとを含有する熱伝導性材料であって、
前記熱伝導性フィラが、酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子を含み、
前記アルミニウム粒子を被覆している酸化アルミニウム膜の膜厚が５０ｎｍ以下であり、
前記アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が８５％以上である熱伝導性材料を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
バインダ成分と熱伝導性フィラとを含有する本発明の熱伝導性材料は、熱伝導性フィラとして、膜厚が５０ｎｍ以下の酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子を少なくとも使用する。このため、熱伝導性材料に良好な熱伝導性を付与することができる。また、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が８５％以上となっている。このため、アルミニウム粒子の表面活性を抑制してバインダ成分の劣化を抑制でき、特にエージング前後における熱伝導性シートの圧縮率維持率の低下を抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の熱伝導性材料について詳細に説明する。
【００１１】
＜熱伝導性材料＞
本発明の熱伝導性材料は、バインダ成分と熱伝導性フィラとを含有する。この熱伝導性フィラは、酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子を含む。この酸化アルミニウム膜の膜厚は５０ｎｍ以下である。また、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が８５％以上である。
【００１２】
（熱伝導性フィラ）
熱伝導性フィラは、酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子を含む。ここで、熱伝導性材料中の熱伝導性フィラの含有量は、少なすぎると熱伝導性材料に高い熱伝導性を付与し難い傾向があるので、好ましくは６０体積％以上、より好ましくは６５体積％以上であり、一方、多すぎると熱伝導性材料を柔軟性のあるシートに加工し難くなる傾向があるので、好ましくは９０体積％以下、より好ましくは８５体積％以下である。
【００１３】
また、熱伝導性フィラ中の、酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子の含有量は、少なすぎると熱伝導性材料の熱伝導性が低下する傾向があるので、好ましくは５体積％以上、より好ましくは１０体積％以上であり、多すぎると熱伝導性材料に硬化不良等の問題が生ずる傾向があるので、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下である。
【００１４】
本発明で使用するアルミニウム粒子の表面を被覆している酸化アルミニウム膜の膜厚は、５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下である。酸化アルミニウム膜が５０ｎｍより厚くなると、熱伝導性シートの熱伝導率が低下することが懸念されるからである。一方、酸化アルミニウム膜の最低膜厚は、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは７ｎｍ以上である。その膜厚が薄すぎると、アルミニウム粒子の表面活性を十分に抑制できないことが懸念されるからである。なお、酸化アルミニウム膜厚は、公知の透過電子顕微鏡を用いて取得した電子顕微鏡写真から測定することができるが、これに限定されず、公知の薄膜測定手法により行うこともできる。
【００１５】
なお、アルミニウム粒子の表面の酸化アルミニウム膜は、種々の表面酸化方法により形成することができる。例えば、アルミニウム粒子を、酸素含有雰囲気（好ましくは、大気雰囲気）中に３００〜４００℃の温度で所定時間（例えば２４〜７２時間）保持するという処理（焼成処理）を施すことで形成することができる。この場合、酸化アルミニウム膜の緻密さや厚さの調整は、雰囲気中の酸素濃度、焼成温度、焼成時間を調整することで行うことができる。たとえば、雰囲気中の酸素濃度を高めることによりあるいは焼成時間を長くすることにより、厚膜な酸化アルミニウム膜とすることができる。また、焼成温度を高めることにより、緻密な酸化アルミニウム膜とすることができる。
【００１６】
本発明で使用するアルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合は、８５％以上、好ましくは９０％以上である。この割合が８５％未満であると、アルミニウム粒子の表面活性を十分に抑制できないことが懸念されるからである。
【００１７】
ここで、Ｘ線光電子分光分析は、市販のＸ線光電子分光装置（例えば、株式会社島津製作所製のＫＲＡＴＯＳ  ＡＸＩＳ−ＨＳ）を用いて常法に従って行うことができる。例えば、まず、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光ワイドスキャン分析を行い、Ａｌ２ｐピーク領域を特定する。このＡｌ２ｐピーク領域には、金属アルミニウムピークだけでなく、酸化アルミニウムピーク（α型アルミナピーク、β型アルミナピーク、サファイア型アルミナピーク）が重複して存在している。このため、このＡｌ２ｐピーク領域について、ナロースキャン（高分解能）分析を行うと、これらのピークを分離できる。そのピーク位置とピーク形状から定量的化学状態を特定することができ、アルミニウム粒子表面の酸化アルミニウムの割合として算出している。
【００１８】
酸化アルミニウム膜で被覆されたアルミニウム粒子の平均粒径は、その熱伝導性の観点から好ましくは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上であり、バインダ成分への混練性の観点から好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは７０μｍ以下である。アルミニウム粒子の平均粒径の測定は、例えば市販のレーザー光散乱式粒度分布測定装置を用いて行うことができる。
【００１９】
酸化アルミニウム膜で被覆されたアルミニウム粒子は、球状、紡錘状、鱗片状、針状、ロッド状、ダイス状等、様々の形状を取ることができる。中でも、粒子製造方法（アトマイズ法）に由来する紡錘状の形状が、バインダ成分への混練性の観点から好ましい。
【００２０】
熱伝導性フィラは、以上説明した酸化アルミニウム膜で被覆されたアルミニウム粒子だけで構成されてもよいが、発明の効果を損なわない範囲で、他の熱伝導性フィラを含有してもよい。例えば、窒化アルミニウム、窒化マグネシウム等の窒化金属フィラ、酸化チタン、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属酸化物・水酸化物フィラを使用することができる。また、必要に応じて、金、銀、チタン、ステンレススチール等の金属・合金フィラを使用することもできる。炭素繊維も使用することもできる。
【００２１】
中でも、酸化アルミニウム膜で被覆されたアルミニウム粒子に加えて、熱伝導性と混練性向上という点から窒化アルミニウム粒子を併用することが好ましい。
【００２２】
酸化アルミニウム膜で被覆されたアルミニウム粒子に加えて、アルミナ粒子と窒化アルミニウム粒子とを併用する場合、平均粒径に関し、アルミナ粒子の平均粒径は、熱伝導性の観点から好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上であり、混練性の観点から好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは７０μｍ以下である。また、使用量に関し、アルミニウム粒子１００体積部に対し、アルミナ粒子の使用量は、混練性の観点から、好ましくは１体積部以上、より好ましくは５体積部以上であり、熱伝導性の観点から、好ましくは２００体積部以下、１００体積部以下、より好ましくは５０体積部以下である。
【００２３】
一方、窒化アルミニウム粒子の平均粒径は、熱伝導性の観点から好ましくは０．８μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上であり、混練性の観点から好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは９０μｍ以下である。窒化アルミニウム粒子の使用量は、熱伝導性の観点から、好ましくは１０体積部以上、より好ましくは１００体積部以上であり、コスト等の観点から、好ましくは５００体積部以下、より好ましくは３００体積部以下である。
【００２４】
（バインダ成分）
本発明の熱伝導性材料を構成するバインダ成分としては、公知の熱伝導性材料で使用されているバインダ成分を適用することができる。例えば、シリコーン樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。中でも、シリコーン樹脂、特に、熱硬化後に良好な柔軟性、形状追随性、耐熱性等を示す２成分加熱硬化型液状シリコーンゴムを好ましく使用することができる。２成分加熱硬化型液状シリコーンゴムの具体例としては、商品名；ＸＥ１４−Ｃ３０２１Ａ剤及びＸＥ１４−Ｃ３０２１Ｂ剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社）で表されるものを挙げることができる。また、バインダ成分には、熱伝導性フィラーのバインダ成分への分散性を向上させるシランカップリング剤、例えば、ｎ−オクチルトリエトキシシラン（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社）を併用することができる。
【００２５】
（酸化防止剤）
本発明の熱伝導性材料は、バインダ成分の劣化防止のために、酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤としては、公知のものを使用することができるが、バインダ成分としてシリコーン樹脂を使用する場合、硫黄化合物系の酸化防止剤やリン化合物系の酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤等はシリコーン樹脂の硬化を阻害するおそれがあるので、フェノール系酸化防止剤を好ましく使用できる。このようなフェノール系酸化防止剤は、その活性点であるフェノール性水酸基の２つのα位にそれぞれｔ−ブチル基が結合したヒンダードタイプ、２つのα位の一方にｔ−ブチル基が結合したセミヒンダードタイプ、２つのα位にｔ−ブチル基が結合していないレスヒンダードタイプの３タイプに分類することができる。本発明では、セミヒンダードタイプのフェノール系酸化防止剤を使用することが、バインダ成分の劣化防止効果の点で好ましい。好ましい具体例として、３，９−ビス[１，１−ジメチル−２−[β−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ]エチル]２，４，８，１０―テトラオキサスピロ[５，５]−ウンデカン（アデカスタブ  ＡＯ−８０、（株）ＡＤＥＫＡ；スミライザ  ＧＡ−８０、住友化学（株））を例示することができる。なお、フェノール系酸化防止剤は、バインダ成分としてシリコーン樹脂以外の樹脂を使用した場合にも好ましく適用できる。
【００２６】
このようなフェノール系酸化防止剤を使用する場合、酸化防止という観点から、バインダ成分１００体積部に対し、好ましくは０．０１体積部以上、より好ましくは０．５体積部以上であり、硬化阻害抑制等の観点から、好ましくは５体積部以下、より好ましくは１体積部以下である。
【００２７】
（その他の成分）
本発明の熱伝導性材料は、必要に応じて公知の熱伝導性材料に使用されている種々の添加剤を含有することができる。例えば、顔料、耐電防止剤、防錆剤、分散剤、沈降抑制剤、難燃剤等を含有することができる。
【００２８】
＜熱伝導性材料の製造＞
本発明の熱伝導性材料は、公知の手法に従って調製することができる。例えば、バインダ成分に、熱伝導性フィラと必要に応じて酸化防止剤等とを、常法により均一に混合することにより製造することができる。また、この混合物は液状状態で実用に供してもよいが、ハンドリング性の観点からシート状又はフィルム状に成形して実用に供することが好ましい。
【００２９】
＜熱伝導性材料の実用の態様＞
本発明の熱伝導性材料は、従来公知の熱伝導性材料と同様に実用に供することができる。実用の一例としては、熱伝導性材料が熱硬化性を有する液状である場合には、半導体チップや半導体モジュールなどの発熱材に、熱伝導性材料を常法により２００μｍ〜１．５ｍｍ厚に塗布し、その塗布面にヒートシンク等の放熱体を載せ、加熱チャンバーに投入して熱伝導性材料を熱硬化させることにより、発熱体と放熱体とを一体化した構造体とすることが挙げられる。また、熱伝導性材料がシート状又はフィルム状に成形されている場合には、半導体チップや半導体モジュールなどの発熱材とヒートシンク等の放熱体とでシート状又はフィルム状の熱伝導性材料を挟み込み、熱圧着することにより、発熱体と放熱体とを一体化した構造体とすることが挙げられる。
【実験例】
【００３０】
以下、本発明を実験例により具体的に説明するが、本発明は、これらの実験例に限定されるものではない。なお、実験例で使用した成分は以下のとおりである。
【００３１】
シリコーン樹脂
ＸＥ１４−Ｃ３０２１Ａ（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社）
ＸＥ１４−Ｃ３０２１Ｂ（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社）
【００３２】
シランカップリング剤
Ａ−１３７（ｎ−オクチルトリエトキシシラン；モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社）
Ｚ−６２１０（東レ・タウコーニング社）
【００３３】
酸化防止剤
アデカスタブ  ＡＯ−３０、（株）ＡＤＥＫＡ；レスヒンダードタイプ酸化防止剤
アデカスタブ  ＡＯ−５０、（株）ＡＤＥＫＡ；ヒンダードタイプ酸化防止剤
アデカスタブ  ＡＯ−６０、（株）ＡＤＥＫＡ；ヒンダードタイプ酸化防止剤
アデカスタブ  ＡＯ−８０、（株）ＡＤＥＫＡ；セミヒンダードタイプ酸化防止剤
【００３４】
窒化アルミニウム粒子
平均粒径１μｍ、トクヤマ（株）
【００３５】
アルミナ粒子
平均粒径５μｍ、４５μｍ、デンカ（株）
【００３６】
アルミニウム粒子（紡錘状）
平均粒径５μｍ、１４μｍ、１５μｍ、東洋アルミ（株）
【００３７】
参考例（アルミニウム粒子の焼鈍による表面酸化処理）
紡錘状のアルミニウム粒子（融点６６０℃）に焼成処理（大気雰囲気下、３５０℃の恒温槽中に２４時間以上加熱処理）を施すことにより、各アルミニウム粒子の表面に酸化膜（酸化アルミニウム膜）を形成した。また、焼成処理されたアルミニウム粒子と焼成処理されていないアルミニウム粒子のそれぞれの表面のアルミニウムについて、試料をテープに固定し、Ｘ線光電子分光分析装置（ＫＲＡＴＯＳ  ＡＸＩＳ−ＨＳ、島津製作所（株））を用いて、それぞれのＡｌ２ｐピーク領域のナロースキャン分析スペクトルを、検出角度：９０度、Ｘ線源：ｍｏｎｏＡｌ、分析スポット径：１ｍｍΦ、電流：１０ｍＡ、電圧：１４ｋＶ、レンズモード：Ｈｙｂｒｉｄ、ステップ：０．０５ｅＶ、パスエネルギー：４０ｅＶ、という条件で取得し、得られたスペクトルデータから酸化アルミニウムの割合（％）を、ピーク強度を基準に算出した。得られた結果を以下に示す（「アルミニウム粒子表面の酸化アルミニウム割合（％）」）。
【００３８】
なお、焼成前と焼成後のそれぞれのアルミニウム粒子の表面酸化アルミニウム膜の厚みを、透過電子顕微鏡（日本電子（株））を用いて測定した。その結果を以下に示す。
【００３９】
（アルミニウム粒子表面の酸化アルミニウム割合）
平均粒径５μｍのアルミニウム粒子
焼成前：  ８０．５０％
焼成後：  ９３．００％
平均粒径１４μｍのアルミニウム粒子
焼成前：  ８３．００％
焼成後：  ９４．００％
平均粒径１５μｍのアルミニウム粒子
焼成前：  ７８．００％
焼成後：  ８８．００％
【００４０】
（焼成前後のアルミニウム粒子の表面酸化膜厚）
平均粒径５μｍのアルミニウム粒子
焼成前：  確認不可（２ｎｍ程度と推定）
焼成後：  ８．３６ｎｍ以上２０ｎｍ以下
平均粒径１４μｍのアルミニウム粒子
焼成前：  確認不可（２ｎｍ程度と推定）
焼成後：  １６．４９ｎｍ
平均粒径１５μｍのアルミニウム粒子
焼成前：  確認不可（２ｎｍ程度と推定）
焼成後：  １６．４９ｎｍ
【００４１】
実験例Ａ１及び実験例Ａ２
（アルミニウム粒子の焼成の有無（アルミニウム粒子表面の酸化アルミニウム割合）
表１の配合成分（ｖｏｌ％）をミキサーを用いて均一に混合して熱伝導性樹脂組成物を調製し、得られた組成物を、剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルムに２ｍｍ厚となるようにバーコータで塗布し、その塗布面に、剥離処理した別のポリエチレンテレフタレートフィルムを重ね、８０℃に６時間保持することにより熱硬化させ、実験例Ａ１と実験例Ａ２の熱伝導性シートを作成した。
【００４２】
得られた熱伝導性シートについて、以下に説明するように熱伝導率を測定し、測定結果を表１に示す。また、エージング前後の圧縮率を測定し、それらの結果から圧縮保持率を算出した。得られた結果を表１に示す。
【００４３】
（熱伝導率の測定）
熱伝導性シートの厚み方向の熱伝導率を、ＡＳＴＭＤ５４７０に準拠した熱伝導測定装置を用い、荷重１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で測定した。得られた結果を表１に示す。
【００４４】
（圧縮所持率の測定・算出）
同じ熱伝導性シートを３枚用意し、そのうちの１枚の初期厚み（ｔ０）を計測した。次に、２枚目の熱伝導性シートに荷重１ｋｇｆ／ｃｍ２を印可した際の厚み（ｔ１）を計測した。次に、３枚目の熱伝導性シートを１２５℃で４５時間エージングした後、荷重１ｋｇｆ／ｃｍ２を印可した際の厚み（ｔ２）を計測した。これらの数値を以下の式に代入して圧縮保持率を算出した。得られた結果を表１に示す。
【００４５】
【数１】
2020147631.tif 000002
【００４６】
【表１】
2020147631.tif 000003
【００４７】
（実験例Ａ１及び実験例Ａ２の評価）
実験例Ａ１の熱伝導性シートは、熱伝導性フィラとして、表面酸化膜の厚みが５０ｎｍを大きく下回る１６．４９ｎｍであり、しかも表面飽和酸素量に対する表面酸素量の割合が８５％を超える８８．００％であるアルミニウム粒子を使用している。他方、実験例Ａ２の熱伝導性シートでは、熱伝導性フィラとして、表面酸化膜の厚みが確認できない程度に薄く（厚さ３ｎｍ以下と推察）、また、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が、８５％を大きく下回る７８．００％であるアルミニウム粒子を使用している。このため、表１から分かるように、実験例Ａ２の熱伝導性シートの圧縮保持率は４．８７％であったが、実験例Ａ１の熱伝導性シートの圧縮保持率は１７．７０％であり、実験例Ａ２の熱伝導性シートよりも改善されていることが分かる。
【００４８】
実験例Ｂ１〜Ｂ４
（アルミニウム粒子の焼成の有無と酸化防止剤の併用の影響）
表２の配合成分を使用すること以外、実験例Ａ１の操作を繰り返すことにより、実験例Ｂ１〜Ｂ４の熱伝導性シートを作成した。得られた熱伝導性シートについて、実験例Ａ１と同様に、熱伝導率と圧縮保持率とを測定した。なお、熱伝導性シートのエージングは、２００℃で２０時間という条件で行った。得られた結果を表２に示す。
【００４９】
【表２】
2020147631.tif 000004
【００５０】
（実験例Ｂ１〜Ｂ４の評価）
実験例Ｂ１及びＢ２の熱伝導性シートは、両者とも表面酸化膜の厚みが確認できない程度に薄く（厚さ３ｎｍ以下と推察）、また、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が、８５％を大きく下回る８０．５０％であるアルミニウム粒子を使用している。但し、実験例Ｂ１の熱伝導性シートは酸化防止剤を使用していないが、実験例Ｂ２の熱伝導性シートは、レスヒンダードタイプのフェノール系酸化防止剤を使用している。このため、表２から分かるように、実験例Ｂ１の熱伝導性シートの圧縮保持率は２．９０％であったが、実験例Ｂ２の熱伝導性シートの圧縮保持率は１９．００％であり、実験例Ｂ１の熱伝導性シートよりも改善されていることが分かる。
【００５１】
実験例Ｂ３及びＢ４の熱伝導性シートでは、表面酸化膜の厚みが８．３６ｎｍであり、また、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が、８５％を大きく上回る９３．００％であるアルミニウム粒子を使用している。但し、実験例Ｂ４の熱伝導性シートは酸化防止剤を使用していないが、実験例Ｂ３の熱伝導性シートは、レスヒンダードタイプのフェノール系酸化防止剤を使用している。このため、表２から分かるように、実験例Ｂ４の熱伝導性シートの圧縮保持率は１５．２７％であったが、実験例Ｂ３の熱伝導性シートの圧縮保持率は３６．００％であり、実験例Ｂ４の熱伝導性シートよりも改善されていることが分かる。
【００５２】
実験例Ｂ２と実験例Ｂ３とを対比すると、両者とも酸化防止剤を使用しているが、アルミニウム粒子の表面酸化膜厚が相違している。酸化膜が相対的に薄いと考えられる実験例Ｂ２の熱伝導性シートの圧縮保持率が１９．００％であるのに対し、酸化膜が相対的に厚いと考えられる実験例Ｂ３の熱伝導性シートの圧縮保持率が３６．００％であり、実験例Ｂ２の熱伝導性シートよりも改善されていることが分かる。
【００５３】
実験例Ｂ１とＢ４とを対比すると、両者とも酸化防止剤を使用していないが、アルミニウム粒子の表面酸化膜厚が相違している。酸化膜が相対的に薄いと考えられる実験例Ｂ１の熱伝導性シートの圧縮保持率が２．９０％であるのに対し、酸化膜が相対的に厚いと考えられる実験例Ｂ４の熱伝導性シートの圧縮保持率が１５．２７％であり、実験例Ｂ１の熱伝導性シートよりも改善されていることが分かる。
【００５４】
実験例Ｃ１〜Ｃ４
（酸化防止剤の種類の影響）
表３の配合成分を使用すること以外、実験例Ａ１の操作を繰り返すことにより、実験例Ｃ１〜Ｃ４の熱伝導性シートを作成した。得られた熱伝導性シートについて、実験例Ａ１と同様に、熱伝導率と圧縮保持率とを測定した。なお、熱伝導性シートのエージングは、１５０℃で２５０時間という条件で行った。得られた結果を表３に示す。
【００５５】
【表３】
2020147631.tif 000005
【００５６】
（実験例Ｃ１〜Ｃ４の評価）
実験例Ｃ１〜Ｃ４の熱伝導性シートは、いずれもフェノール系酸化防止剤を使用している。具体的には、実験例Ｃ１の熱伝導性シートでは、レスヒンダードタイプのものが使用されており、実験例Ｃ２の熱伝導性シートでは、セミヒンダードタイプのものが使用されており、そして実験例Ｃ３及び実験例Ｃ４の熱伝導性シートでは、ヒンダードタイプのものが使用されている。このため、表３から分かるように、セミヒンダードタイプのフェノール系酸化防止剤を使用することで、他のタイプのフェノール系酸化防止剤を使用した場合に比べ、熱伝導性シートの圧縮保持率が著しく改善されたことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の熱伝導性材料は、熱伝導性フィラとして、膜厚が５０ｎｍ以下の酸化アルミニウム膜で被覆されているアルミニウム粒子であり、また、アルミニウム粒子の表面のアルミニウムについて、Ｘ線光電子分光分析におけるＡｌ２ｐピークのナロースキャン（高分解能）スペクトルを取得し、それから算出される酸化アルミニウムの割合が、８５％以上となっているアルミニウム粒子を少なくとも使用する。このため、熱伝導性材料に良好な熱伝導性を付与することができ、しかもアルミニウム粒子の表面活性を抑制してバインダ成分の劣化を抑制できる。よって、本発明の熱伝導性材料は、パーソナルコンピュータやモバイルフォーンをはじめとする様々な精密電子装置に備えられている集積回路等の発熱体から熱を除去する際に有用である。