(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子基材と、
高分子基材中に未反応状態で存在し、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷を含む反応手段の何れかにより高分子基材と反応して接着性をもたらす潜在硬化剤と、
熱伝導性充填材と、を備え、
潜在硬化剤とは異なる反応手段により高分子基材と硬化反応する第２の硬化剤が、高分子基材と硬化反応して形成される、ブロック体に形成した熱伝導性塊状接着剤。
【請求項２】
熱伝導性充填材が繊維状充填材を含んでおり、該繊維状充填材が一定方向に配向してなる請求項１記載の熱伝導性塊状接着剤。
【請求項３】
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するタイプＥ硬度で４０〜８０の硬度である請求項１または請求項２記載の熱伝導性塊状接着剤。
【請求項４】
高分子基材がエポキシ樹脂であり、潜在硬化剤が６０℃以下で安定でかつ８０℃以上で硬化反応を起こす、変性イミダゾールまたは変性アミン化合物である請求項１〜請求項３何れか１項記載の熱伝導性塊状接着剤。
【請求項５】
請求項１〜請求項４何れか１項記載の熱伝導性塊状接着剤をスライスし、そのスライスした切断面を表面に設けるシート体に形成した熱伝導性接着シート。
【請求項６】
熱伝導性充填材が繊維状充填材を含んでおり、該繊維状充填材が厚さ方向に配向するとともに切断面に露出している請求項５記載の熱伝導性接着シート。
【請求項７】
高分子基材と、熱伝導性充填材と、高分子基材と反応して接着性をもたらす潜在硬化剤と、該潜在硬化剤とは異なる反応手段により高分子基材と硬化反応する第２の硬化剤と、を含む熱伝導性組成物を調製する工程と、
第２の硬化剤と高分子基材とを反応させ、潜在硬化剤が未反応で残存したブロック体を成形する工程と、
を実行する熱伝導性塊状接着剤の製造方法。
【請求項８】
第２の硬化剤の高分子基材との反応温度を、潜在硬化剤の高分子基材との反応温度よりも低くする請求項７記載の熱伝導性塊状接着剤の製造方法。
【請求項９】
熱伝導性充填材として繊維状充填材を含む熱伝導性組成物を型内に充填した後、磁場を印加し、繊維状充填材を一定方向に配向する工程を実行する請求項７または請求項８記載の熱伝導性塊状接着剤の製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９何れか１項記載の製造方法によって製造した熱伝導性塊状接着剤をシート体にスライスし、そのスライスした切断面を表面に設ける熱伝導性接着シートの製造方法。
【請求項１１】
熱伝導性充填材として繊維状充填材を含む熱伝導性塊状接着剤をその繊維状充填材の配向方向と交差する方向にシート状にスライスし、そのスライスした切断面に繊維状充填材を露出させた表面を形成する請求項９記載の熱伝導性接着シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被着体に接着し、被着体の熱を伝える熱伝導性塊状接着剤及び熱伝導性接着シート並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気、電子機器では、その小型化および軽量化や、コンピュータのＣＰＵ（中央処理装置）を代表とする電子部品の高性能化に伴い半導体パッケージの高密度実装化、ＬＳＩの高集積化や高速化などが進み、電子部品の発熱量が増大している。このような電子部品の性能を維持するためには電子部品の蓄熱を防ぐ必要があり、電子部品の冷却が重要な課題となっている。そこで、電子部品から熱を外部へ効果的に放散させる熱伝導性シートや、熱伝導性グリスなどの熱伝導性部材が必要とされている。【０００３】
熱伝導性シートの一例としては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているように、電子部品などの発熱体と、放熱体や基板などとを互いに接着させることができる熱伝導性接着フィルムが提案されている。この熱伝導性接着フィルムは、液状接着剤と異なり固形であるため、取り扱いおよび貼付け作業が容易で、さらに発熱体から生ずる熱を外部へ放散させることができる。このような熱伝導性接着フィルムは、液状として調製した接着剤組成物を離型シート上に、バーコーター、ブレード、ロールなどで塗布して乾燥させ、フィルム状に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９１９８７号公報
【特許文献２】特開２０００−２８１９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の熱伝導性接着フィルムは、バーコーターなどで簡単にフィルム状に形成することができるが、フィルム状に形成した段階ですでに厚さが決まっており、一定の厚さの熱伝導性接着フィルムしか得られず、種々の電子機器に対応できる多品種少量生産には不向きである。【０００６】
以上のような従来技術を背景としてなされたのが本発明である。すなわち、本発明の目的は、塊状の固形接着剤を形成した後に、用途に合わせた厚さの熱伝導性シートを調製できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく本発明は以下のように構成される。
すなわち、本発明は、高分子基材と、高分子基材中に未反応状態で存在し、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷を含む反応手段により高分子基材と反応して接着性をもたらす潜在硬化剤と、熱伝導性充填材と、を備えブロック体に形成した熱伝導性塊状接着剤を提供する。【０００８】
本発明では、高分子基材と潜在硬化剤と熱伝導性充填材とを含みブロック体としたため、電子部品などの発熱体と、放熱体や基板などとの間隔や、それらの形状に合わせて適宜大きさ、形状を調製することができる。そのため、電子機器中の電子部品等の多様な配置に対して容易に適応できる。１つのブロック体を製造すれば、切断などの作業により、各用途に合わせた厚さをもつ固形接着剤を簡単に得ることができる。そして、この固形接着剤を被着体どうしの間に配置した状態で反応手段を実行すれば、潜在硬化剤と高分子基材とが反応して、被着体どうしを接着することができる。また、ブロック体でなるため掴み易く、このブロック体は反応手段を実行して接着性が発現されるものであるため潜在硬化剤が未反応状態では粘着性が殆ど無く、取り扱いが容易な熱伝導性塊状接着剤を実現することができる。なお、ブロック体とは、ある一方の長さが他方に比べて極端に短いシート状などの平面的形状に対して、一つの塊として立体的形状を有するものであることを意味し、例えば、略立方体、略直方体、略球体などの形状をとることができるものである。
潜在硬化剤の反応手段を、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷の何れかとすることができる。潜在硬化剤の反応手段が、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷の何れかであるため、熱伝導性塊状接着剤に他の部材を付加することなく、簡単な作業により潜在硬化剤を高分子基材と反応させることができる。例えば、反応手段が加熱の場合、熱伝導性塊状接着剤がブロック体のように厚み（高さ）が厚く（高く）ても、熱伝導性充填材を含んでいるため内部に効率よく熱が伝わり、熱伝導性充填材を含まないブロック体に比べ硬化を速やかに行うことができる。【０００９】
そして、この熱伝導性塊状接着剤は、潜在硬化剤とは異なる反応手段により高分子基材と硬化反応する第２の硬化剤が、高分子基材と硬化反応して形成されるものである。ここで、「異なる反応手段」とは、加熱、湿気、活性エネルギー線照射などの概念上の相違だけでなく、その概念における程度や条件等の相違も含むものである。例えば、加熱であれば反応する温度や時間の相違、活性エネルギー線照射であれば活性エネルギー線の種類（紫外線、電子線など）や照射の程度の相違なども含まれることを意味する。このように、潜在硬化剤とは異なる反応手段によって高分子基材と硬化反応する第２の硬化剤が高分子基材と硬化反応して形成されるため、予め高分子基材中に潜在硬化剤および第２の硬化剤を配合しておけば、製造し易いものとすることができる。さらに第２の硬化剤の硬化反応によって熱伝導性塊状接着剤の形状保持性を高めることができ、取扱いし易くすることができる。さらに、第２の硬化剤の含有量を調整することで熱伝導性塊状接着剤の硬度を調整することが比較的容易であり、この点からも取扱い性が良い。加えて、潜在硬化剤を硬化させる際に溶融して変形するなどの変化が起き難く、被着体に対して確実に接着することができる。なお、第２の硬化剤は、その全量が高分子基材と硬化反応して熱伝導性塊状接着剤中に残存していない場合と、全量が高分子基材と硬化反応せずに残存している場合がある。
即ち、換言すれば、熱伝導性塊状接着剤を、熱伝導性充填材と、潜在硬化剤と、高分子基材が第２の硬化剤とで硬化反応した反応硬化基材とを含んでなるものとすることができる。なお、潜在硬化剤と反応する高分子基材は、反応硬化基材であってもよく、また、第２の硬化剤と反応せずに残った高分子基材であっても良い。潜在硬化剤と反応する反応硬化基材は広義の高分子基材である。【００１０】
熱伝導性充填材が炭素繊維等の繊維状充填材を含んでおり、該繊維状充填材を一定方向に配向してなるものとすることができる。繊維状充填材が塊状接着剤中で一定方向に配向しているため、繊維状充填材に起因して、配向方向に優れた熱伝導性を発揮することができる。
また、繊維状充填材を炭素繊維とすることができる。このようにすれば、配向方向に高い熱伝導性を発揮することができる。なお、炭素繊維とは、ピッチ系、ＰＡＮ系を原料とする一般的な炭素繊維のほか、その炭素繊維を黒鉛化処理したもの、ポリイミド、ポリベンズアゾール、アラミドなどの高分子繊維を炭化、黒鉛化処理したものも含まれることを意味する。【００１１】
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するタイプＥ硬度（以下、単に「Ｅ硬度」という）で４０〜８０の硬度であるものとすることができる。Ｅ硬度が０〜９５であれば刃物などでスライスすることができるが、熱伝導性を高めた好ましいＥ硬度は２０〜９５である。さらにＥ硬度が４０〜８０であれば、治具などを用いること無く刃物などにより容易に切断することができ、熱伝導性接着シートを簡単に得ることができる。Ｅ硬度が４０未満であると軟らかく変形し易いため、治具で固定したり、冷却してブロック体を変形し難くしなければならない。Ｅ硬度が８０を超えると刃物が真っ直ぐに入り難く薄いシート状に切断し難くなる。【００１２】
高分子基材がエポキシ樹脂であり、潜在硬化剤を６０℃以下では安定でかつ８０℃以上で硬化反応を起こす、変性イミダゾールまたは変性アミン化合物とすることができる。このように高分子基材をエポキシ樹脂とし、潜在硬化剤を６０℃以下では安定で、かつ、８０℃以上で硬化反応を起こす、変性イミダゾール又は変性アミン化合物としたため、保存時には安定性が高く、被着体どうしを接着させる際には比較的低温で接着性を発現させることができるため、取扱い作業性の良いものとすることができる。【００１３】
また、本発明は、前記何れかの本発明による熱伝導性塊状接着剤をスライスし、そのスライスした切断面を表面に設けるシート体に形成した熱伝導性接着シートを提供する。【００１４】
本発明の熱伝導性接着シートでは、ブロック体でなる熱伝導性塊状接着剤をスライスするため、１つのブロック体を製造すれば、様々な厚さの熱伝導性接着シートを得ることができる。このようにブロック体でなる熱伝導性塊状接着剤をシート体とすることにより、従来技術の熱伝導性グリスに比べ取り扱い易くすることができる。さらにシート体の熱伝導性接着シートはブロック体でなる熱伝導性塊状接着剤より熱伝導方向の厚みを薄くすることができ、熱伝導性を高めることができる。
さらに、切断面を有するため熱伝導性接着シートの表面に熱伝導性充填材を露出し易くすることができ、熱伝導性が高い熱伝導性接着シートとすることができる。【００１５】
本発明の熱伝導性接着シートについては、熱伝導性充填材が炭素繊維等の繊維状充填材を含んでおり、該繊維状充填材を厚さ方向に配向するとともに切断面に露出しているものとすることができる。このように繊維状充填材が厚さ方向に配向していれば、繊維状充填材に起因して、厚さ方向に優れた熱伝導性を発揮することができる。さらに、繊維状充填材が切断面上に露出していれば、繊維状充填材自体が発熱体などの被着体に接触し易くすることができ、配向方向に優れた熱伝導性を発揮することができる。【００１６】
また、本発明は、高分子基材と、熱伝導性充填材と、高分子基材と反応して接着性をもたらす潜在硬化剤と、該潜在硬化剤とは異なる反応手段により高分子基材と硬化反応する第２の硬化剤と、を含む熱伝導性組成物を調製する工程と、第２の硬化剤と高分子基材とを反応させ、潜在硬化剤が未反応で残存したブロック体を成形する工程と、を実行する熱伝導性塊状接着剤の製造方法を提供する。【００１７】
本発明の熱伝導性塊状接着剤の製造方法では、高分子基材と、熱伝導性充填材と、反応手段により高分子基材と反応して接着性をもたらす潜在硬化剤と、該潜在硬化剤とは異なる反応手段により高分子基材と反応する第２の硬化剤と、を含む熱伝導性組成物を調製するため、その熱伝導性組成物のうち、第２の硬化剤のみを高分子基材に反応させることができる。そして、この第２の硬化剤のみを高分子基材に反応させれば、第２の硬化剤と高分子基材との反応により、ブロック体の形状として成形することが可能となる。さらに、その成形後のブロック体中に未反応状態の潜在硬化剤が残存しているため、ブロック体を製品化して使用する際に潜在硬化剤の反応手段を実行することで、接着性を発現させることができる。よって本発明の製造方法によれば、ブロック体でなる熱伝導性塊状接着剤を簡単に製造することができ、なおかつ、ブロック体をスライスすれば、用途に合わせた種々の厚さを有する熱伝導性接着シートを容易に得ることもできる。
また潜在硬化剤は、反応手段を、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷の何れかとすることができる。このように潜在硬化剤の反応手段が、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷の何れかとすれば、熱伝導性塊状接着剤に、特に他の部材を付加することなく、簡単な作業により潜在硬化剤を高分子基材と反応させることができ、被着体との接着力を高めることができる。【００１８】
本発明の熱伝導性塊状接着剤の製造方法については、第２の硬化剤の高分子基材との反応温度を、潜在硬化剤の高分子基材との反応温度よりも低くするものとすることができる。このように第２の硬化剤が潜在硬化剤よりも低い温度で高分子基材と反応すれば、熱伝導性組成物に第２の硬化剤が高分子基材と硬化反応する温度で加熱処理を施せば、第２の硬化剤は高分子基材と硬化反応してブロック体の形状に成形することが可能となり、潜在硬化剤はそのブロック体中に未反応の状態で残存させることができる。なお、異なる反応手段としては、他に、潜在硬化剤が湿気により硬化するものであり、第２の硬化剤が熱により硬化するものであることや、その逆とすることもできる。【００１９】
本発明の熱伝導性塊状接着剤の製造方法については、熱伝導性充填材として炭素繊維等の繊維状充填材を含む熱伝導性組成物を型内に充填した後、磁場を印加し、繊維状充填材を一定方向に配向する工程を実行することができる。このように繊維状充填材が一定方向に配向していれば、繊維状充填材に起因して、一定方向に優れた熱伝導性を発揮することができる。【００２０】
また、本発明は、前記何れかの製造方法の本発明によって製造したブロック体でなる熱伝導性塊状接着剤をシート体にスライスし、そのスライスした切断面を表面に設ける熱伝導性接着シートの製造方法を提供する。【００２１】
本発明の熱伝導性接着シートの製造方法では、ブロック体でなる熱伝導性塊状接着剤をシート体にスライスするため、ブロック体を製造すれば、後から用途に合わせた種々の厚さを有する熱伝導性接着シートを容易に製造することができる。【００２２】
本発明の熱伝導性接着シートの製造方法については、熱伝導性充填材として炭素繊維等の繊維状充填材を含む熱伝導性塊状接着剤をその繊維状充填材の配向方向と交差する方向にシート状にスライスし、そのスライスした切断面に繊維状充填材を露出させた表面を形成するものを製造することができる。このようにすれば、ブロック体でなる熱伝導性塊状接着剤を繊維状充填材の配向方向と交差する方向にスライスするため、厚さ方向に繊維状充填材が配向した熱伝導性接着シートを容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の熱伝導性塊状接着剤及び熱伝導性接着シート並びにそれらの製造方法によれば、後から用途に合わせて、種々の厚さを有する熱伝導性接着シートを簡単に得ることができる。また、この熱伝導性塊状接着剤により、簡単に優れた熱伝導性を有する熱伝導性接着シートを得ることができ、この熱伝導性接着シートも簡単な工程で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１，第２実施形態の熱伝導性塊状接着剤を示す斜視図である。
【図２】第１，第２実施形態の熱伝導性接着シートを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の熱伝導性接着シートを示す縦断面図である。
【図４】第１実施形態の熱伝導性塊状接着剤における製造方法であって熱伝導性組成物を型内に注入する際の斜視図である。
【図５】第１実施形態の熱伝導性塊状接着剤における製造方法であって熱伝導性組成物を型内で硬化した際の斜視図である。
【図６】第２実施形態の熱伝導性接着シートを示す縦断面図である。
【図７】第２実施形態の熱伝導性塊状接着剤における製造方法であって熱伝導性組成物を型内に注入した際の説明図である。
【図８】第２実施形態の熱伝導性塊状接着剤における製造方法であって型内の熱伝導性組成物に磁場を印加した際の説明図である。
【図９】各実施形態の熱伝導性接着シートにおける装着例１を示す説明図である。
【図１０】各実施形態の熱伝導性接着シートにおける装着例２を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各実施形態で共通する構成については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００２６】
第１実施形態〔図１〜図５〕：
第１実施形態の熱伝導性塊状接着剤１１及び熱伝導性接着シート１２並びにそれらの製造方法を図１〜図５に示す。図１は熱伝導性塊状接着剤１１の斜視図、図２は熱伝導性塊状接着剤１１をスライスして形成した熱伝導性接着シート１２の斜視図、図３は熱伝導性接着シート１２の縦断面図、図４，図５は熱伝導性塊状接着剤１１の製造方法を示す説明図である。
【００２７】
熱伝導性塊状接着剤１１は略直方体形状の「ブロック体」に形成されている。具体的に大きさとしては５ｃｍ×５ｃｍ×１０ｃｍ程度のブロックが例示できる。この熱伝導性塊状接着剤１１は、高分子基材１３、熱伝導性充填材１４、潜在硬化剤を備えている。高分子基材１３はその一部又は全部が第２の硬化剤と反応硬化した反応硬化基材であるこの熱伝導性塊状接着剤１１は、高分子基材１３と第２の硬化剤との反応硬化によって形状が保持されており、外面にはタック感がほとんどなく、取扱い易いものとなっている。
熱伝導性塊状接着剤１１は、日本工業規格であるＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するタイプＥ硬度が、０〜９５であることが好ましく、熱伝導性を高めた好ましいＥ硬度は２０〜９５である。さらに４０〜８０であることがより好ましい。Ｅ硬度が０〜９５であれば熱伝導性塊状接着剤１１をスライスでき、Ｅ硬度が４０〜８０であればさらに簡単にスライスすることができて、容易に熱伝導性接着シート１２を得ることができる。Ｅ硬度が４０未満であると、軟らかくスライスする際に変形し易くなり、熱伝導性接着シート１２の形状や寸法の品質を損なうおそれが生じる。また、Ｅ硬度が８０を超えると、薄膜にスライスし難くなる。
【００２８】
熱伝導性接着シート１２は図２で示すように、熱伝導性塊状接着剤１１をスライス化した表面が切断面の「シート体」であり、図３で示すように、表面に熱伝導性充填材１４が露出している。この熱伝導性接着シート１２は被着体どうしの間に配置した状態で潜在硬化剤の反応手段を実行すれば、潜在硬化剤と高分子基材１３とが反応して、被着体どうしを接着することができる。
【００２９】
高分子基材１３は熱伝導性塊状接着剤１１における接着剤としての基材及び熱伝導性充填材のバインダーとしての役割を果すものである。高分子基材１３は、その一部又は全部が第２の硬化剤と反応硬化して反応硬化基材となっている。したがって、高分子基材１３には反応硬化基材も含む概念である。
ただし、反応硬化基材が潜在硬化剤と硬化反応を起こさない場合には、第２の硬化剤との硬化反応に寄与せずに残った高分子基材１３が、狭義の高分子基材として潜在硬化剤と硬化反応を行う。また、反応硬化基材が潜在硬化剤と硬化反応を起こす場合には、反応硬化基材を含めた広義の高分子基材が潜在硬化剤と硬化反応を行う。
高分子基材１３の材質には、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エチレン‐酢酸ビニルやポリ酢酸ビニルなどのビニル系樹脂などが挙げられる。この中でも特に、硬化剤が多種存在し、硬化方法に選択性がある、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂を用いることが好ましい。さらに、潜在硬化剤や第２の硬化剤と反応することにより、上記樹脂となる成分モノマーや成分オリゴマーも含まれる。
【００３０】
熱伝導性充填材１４は高分子基材１３よりも熱伝導性が高く、熱伝導性塊状接着剤１１に熱伝導機能を付与するものである。
熱伝導性充填材１４の材質としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素などの金属酸化物、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、炭化ケイ素などの金属炭化物、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、金、銀、銅などの金属、炭素、黒鉛などの炭素材などが挙げられる。また、熱伝導性充填材１４は、球状、塊状、破砕状、鱗片状などの粒形状を用いることができる。
【００３１】
潜在硬化剤は高分子基材１３中に未反応状態で存在しており、その後の反応手段により高分子基材１３と反応して接着性をもたらすものである。
潜在硬化剤の材質は、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷などの反応手段によって異なる。例えば、反応手段が加熱のものは、変性イミダゾール（マイクロカプセル型イミダゾール）、変性アミン化合物（アミンアダクト）、変性脂肪族ポリアミン（ポリアミド）、酸無水物系、ジシアンジアミドなどが挙げられ、反応手段が湿気のものは、変性イミダゾール（マイクロカプセル型イミダゾール）、ケチミン化合物などが挙げられる。反応手段が活性エネルギー線照射のものは、高分子基材１３の材質により選択され、高分子基材１３が光硬化型アクリル樹脂、光硬化型エポキシ樹脂では、光重合開始剤としてベンゾイルアルキルエーテル、ベンゾフェノンなどが挙げられる。嫌気性反応、圧力負荷のものは、変性パーオキサイド（マイクロカプセル型パーオキサイド）、変性スルフイミド（マイクロカプセル型スルフイミド）などが挙げられる。この中でも特に、高分子基材１３に対する選択肢が広く、硬化条件が決定し易い加熱の反応手段による潜在硬化剤を用いることが好ましい。
加熱の反応手段による場合には、被着体に配置させた状態で加熱することから、加熱温度が６０℃〜２００℃程度であることが好ましい。硬化反応する温度が６０℃以上であれば熱伝導性塊状接着剤１１を保管し易く、２００℃以下であれば被着体を破壊しない実用的な範囲が広がる。但し、耐熱温度が２００℃を超える被着体に対して使用する場合は、２００℃以上の反応温度を持つ潜在硬化剤を使用できる。
【００３２】
第２の硬化剤は潜在硬化剤とは異なる反応手段により高分子基材１３と硬化反応するものであり、熱伝導性塊状接着剤１１を形成する際に反応して、熱伝導性塊状接着剤１１には殆ど存在していない。異なる反応手段とは、第２の硬化剤を高分子基材１３に反応させたときに、潜在硬化剤が高分子基材１３と反応せず、残存することが可能となる反応手段の相違を意味する。したがって、第２の硬化剤は潜在硬化剤とは異なる反応手段により硬化すれば足り、場合によっては、第２の硬化剤を潜在硬化剤と同一の硬化剤とすることもできる。
第２の硬化剤の材質としては、アミン、ポリアミド、イミダゾール、イソシアネート、ブロックイソシアネート、アミン誘導体、酸無水物、ヒドラジド誘導体、ポリチオール、パーオキサイド、フェノール、フェノール誘導体、ケチミンなどが挙げられる。この中でも、潜在硬化剤と異なる硬化条件を選択し易いアミン、イミダゾールなどがより好ましい。
【００３３】
熱伝導性塊状接着剤１１の製造方法について一例を説明する。
先ず、未硬化で液状の高分子基材１３に、熱伝導性充填材１４と潜在硬化剤と第２の硬化剤とを配合し、熱伝導性組成物１５を調製する。この熱伝導性組成物１５を調製する際には、熱伝導性塊状接着剤１１を成形する際に気泡が混入しないように、混練及び脱泡の工程を実行することが好ましい。また、脱泡をすることから溶剤を用いると危険であるため、高分子基材１３は未硬化で液状であることが好ましく、熱伝導性組成物１５としては、２５℃で回転速度が１０ｒｐｍの条件下における回転粘度計による粘度が、２０Ｐａ・ｓ〜３５０Ｐａ・ｓであることが好ましい。この粘度が２０Ｐａ・ｓ未満の熱伝導性組成物１５は、配合している熱伝導性充填材１４が少量の場合であり、熱伝導性能が十分に発揮されなくなる。粘度が３５０Ｐａ・ｓを超えると熱伝導性組成物１５の脱泡が困難になり、熱伝導性塊状接着剤１１の内部に気泡が残るおそれが生じる。
次に図４で示すように、熱伝導性組成物１５を「ブロック体」成形用の型１６内に注入する。
その後、型１６内で高分子基材１３と第２の硬化剤とを反応させて、図５で示すように、「ブロック体」を成形する。この「ブロック体」を型１６から取り出して、熱伝導性塊状接着剤１１を得ることができる。
【００３４】
潜在硬化剤と第２の硬化剤との反応手段について説明する。
潜在硬化剤及び第２の硬化剤の反応手段が加熱の場合は、第２の硬化剤の反応を開始する温度が潜在硬化剤の反応を開始する温度よりも低温である組み合わせにより実行することができる。このような硬化剤の組み合わせであれば、温度制御をするだけで未反応状態の潜在硬化剤を熱伝導性塊状接着剤１１中に残存させることができる。
また、潜在硬化剤が加熱により反応して第２の硬化剤が湿気により反応する組み合わせ、その逆に潜在硬化剤が湿気により反応して第２の硬化剤が加熱により反応する組み合わせ、潜在硬化剤が紫外線照射や電子線照射などの活性エネルギー線照射により反応して第２の硬化剤が加熱や湿気により反応する組み合わせ、潜在硬化剤が加熱や湿気により反応して第２の硬化剤が活性エネルギー線照射により反応する組み合わせ、活性エネルギー線照射のうち相違するエネルギー線の種類による潜在硬化剤と第２の硬化剤との組み合わせなどが実行できる。これらの組み合わせでは、反応手段の種類そのものが相違するため、第２の硬化剤のみを高分子基材１３に硬化反応させて、潜在硬化剤は未反応状態で残存した熱伝導性塊状接着剤１１を容易に成形することができる。
【００３５】
ここで、潜在硬化剤及び第２の硬化剤の反応手段が加熱の場合の具体的な例を挙げる。第２の硬化剤が６０℃以下で反応するものであり、潜在硬化剤が６０℃では安定で８０℃以上で反応するものを用いることができる。そして、硬化剤は最終的に高分子基材１３を完全に反応させることができるようにするため、潜在硬化剤と第２の硬化剤とを合わせて最低でも高分子基材１３の１等量以上を配合することが必要である。ここで高分子基材１３にエポキシ樹脂を用いて、エポキシ樹脂が持つエポキシ基の数量を完全に反応させる硬化剤（活性水素基）の数値例を以下に示す。仮に、エポキシ樹脂の１等量が１９０／ｅｑで、潜在硬化剤の１等量が３０／ｅｑ、第２の硬化剤の１等量が５０／ｅｑであったとする。このとき１等量とは、エポキシ樹脂１９０ｇを潜在硬化剤のみで完全に反応させるには潜在硬化剤が３０ｇ必要であり、同様にエポキシ樹脂１９０ｇを第２の硬化剤のみで完全に反応させるには第２の硬化剤が５０ｇ必要であることを意味する。つまり、潜在硬化剤を５０％及び第２の硬化剤を５０％でエポキシ樹脂１９０ｇを完全に反応させる場合は、潜在硬化剤１５ｇ、第２の硬化剤２５ｇが必要であることを意味する。このとき、両硬化剤の比率は、「ブロック体」を成形する上で適当な硬度を持たせるため、６０℃以下で比較的容易に反応する第２の硬化剤をエポキシ樹脂との等量比率で４０％〜５０％用いる必要があり、接着性を発現させる上で６０℃で安定で８０℃以上で反応性の高い潜在硬化剤を少なくともエポキシ樹脂との等量比率で５０％以上用いる必要がある。第２の硬化剤がエポキシ樹脂との等量比率で４０％未満であると、「ブロック体」の硬度が軟らかすぎたり成形自体不可能となったりするおそれがある。第２の硬化剤がエポキシ樹脂との等量比率で５０％を超える場合及び潜在硬化剤がエポキシ樹脂との等量比率で５０％未満となる場合、潜在硬化剤によって硬化反応するエポキシ基が少なくなるため、接着性が発現し難くなる。なお、「ブロック体」をスライスして「シート体」にするプロセスにおいて、「ブロック体」が軟らかすぎるとスライス時に変形を生じてしまうおそれがあり、「ブロック体」が硬すぎるとスライスし難くなる。
【００３６】
ところで高分子基材１３には混練時における配合剤の分散性を高めるために希釈剤を含有するものが多く、成形された「ブロック体」はやや軟質になる傾向がある。そのため、前述のように第２の硬化剤のエポキシ樹脂との等量比率を４０％〜５０％としていた。しかし、希釈剤を含有しない高分子基材１３では第２の硬化剤の配合量を減らしても「ブロック体」は適当な硬度を持てることがわかってきた。また、熱伝導性充填材を多く配合し、「ブロック体」が適当な硬度を有することが可能となる配合を見出した。こうしたことから、第２の硬化剤のエポキシ樹脂との等量比率を３５％〜５０％とすることができる。
【００３７】
熱伝導性接着シート１２は、「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤１１を切断手段により「シート体」にスライスして製造する。このため熱伝導性接着シート１２の表面は切断手段によりスライスされた切断面となっている。切断手段としては、刃物、線材、レーザーなど種々の手段を用いることができる。刃物としてはせん断刃、押し切り刃、カンナなどを用いることができる。
【００３８】
熱伝導性塊状接着剤１１及び熱伝導性接着シート１２並びにそれらの製造方法によれば、１つの「ブロック体」でなる熱伝導性塊状接着剤１１を製造すれば、切断などの作業により、各用途に合わせた厚さをもつ熱伝導性接着シート１２を簡単に得ることができる。そして、熱伝導性接着シート１２を被着体どうしの間に配置した状態で潜在硬化剤の反応手段を実行すれば、潜在硬化剤と高分子基材１３とが反応して、被着体どうしを接着することができる。しかし潜在硬化剤が未反応状態では粘着性を殆ど発現せず、取り扱いが容易な熱伝導性塊状接着剤１１及び熱伝導性接着シート１２を実現することができる。
【００３９】
潜在硬化剤の反応手段が、加熱、湿気、活性エネルギー線照射、嫌気性反応、圧力負荷の何れかであるため、熱伝導性塊状接着剤１１に他の部材を付加することなく、簡単な作業により潜在硬化剤を高分子基材１３と反応させることができる。
【００４０】
熱伝導性塊状接着剤１１を、潜在硬化剤とは異なる反応手段によって高分子基材１３と硬化反応する第２の硬化剤が高分子基材１３と硬化反応して形成したため、予め高分子基材中１３に潜在硬化剤および第２の硬化剤を配合しておけば、製造し易いものとすることができる。さらに第２の硬化剤の硬化反応によって形状保持性を高めた熱伝導性塊状接着剤１１を実現することができる。
【００４１】
第２実施形態〔図１，図２，図６〜図８〕：
第２実施形態の熱伝導性塊状接着剤２１及び熱伝導性接着シート２２並びにそれらの製造方法を図１，図２，図６〜図８に示す。図１は熱伝導性塊状接着剤２１の斜視図、図２は熱伝導性塊状接着剤２１をスライスして形成した熱伝導性接着シート２２の斜視図、図６は熱伝導性接着シート２２の縦断面図、図７，図８は熱伝導性塊状接着剤２１の製造方法を示す説明図である。
【００４２】
熱伝導性塊状接着剤２１は略直方体形状の「ブロック体」に形成されている。この熱伝導性塊状接着剤２１は、高分子基材１３、熱伝導性充填材２４、潜在硬化剤を備えている。
【００４３】
熱伝導性充填材２４は熱伝導性充填材１４と同様に、高分子基材１３よりも熱伝導性が高いものであり、熱伝導性塊状接着剤２１に熱伝導機能を付与するものである。そして熱伝導性充填材１４と同様に、球状、塊状、破砕状、鱗片状などであり非繊維状の粒状充填材２４ａの他、繊維状充填材２４ｂを含んでおり、この繊維状充填材２４ｂが高分子基材１３中で一定方向に配向されている点が熱伝導性塊状接着剤１１と異なる。
【００４４】
熱伝導性接着シート２２は熱伝導性塊状接着剤２１から繊維状充填材２４ｂの配向方向に直交する方向でスライスして製造したもので、図６で示すように、繊維状充填材２４ｂが熱伝導性接着シート２２の厚さ方向に配向したものである。
【００４５】
繊維状充填材２４ｂの材質としては、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維などが挙げられる。これらの中でも熱伝導率の高い炭素繊維が好ましい。ここで、炭素繊維には、ピッチ系、ＰＡＮ系を原料とする一般的な炭素繊維のほか、その炭素繊維を黒鉛化処理したもの、ポリイミド、ポリベンズアゾール、アラミド等の高分子繊維を炭化、黒鉛化処理したものも含む。このような炭素繊維は、繊維軸方向に極めて高い熱伝導率を示す。
非繊維状充填材である粒状充填材２４ａと繊維状充填材２４ｂの混合比は、体積比で非繊維状充填材１に対して、繊維状充填材が０．２〜０．８程度が好ましく、０．５程度がより好ましい。繊維状充填材２４ｂが単独であるいは、０．８を超えると高分子基材１３等との混合時に気泡が入りやすく脱泡が困難になり製造がし難い。０．２より少ないと熱伝導性向上の効果がほとんど見られない。
【００４６】
熱伝導性塊状接着剤２１の製造方法について一例を説明する。先ず、未硬化で液状の高分子基材１３に、熱伝導性充填材２４と潜在硬化剤と第２の硬化剤とを配合し、熱伝導性組成物２５を調製する。次に図７で示すように、熱伝導性組成物２５を型１６内に注入する。そして図８で示すように、型１６内の熱伝導性組成物２５に磁力線ＭＬのような磁場を印加して熱伝導性組成物２５中の繊維状充填材２４ｂを一定方向に配向させる。その後、型１６内で高分子基材１３と第２の硬化剤とを反応させて、「ブロック体」を成形する。この「ブロック体」を型１６から取り出して、熱伝導性塊状接着剤２１を得ることができる。
磁場を印加する工程を詳細に説明する。「ブロック体」を成形する際には、繊維状充填材２４ｂの配向状態を維持するため、磁場を印加しながら成形することが好ましい。繊維状充填材２４ｂが反磁性体である場合、熱伝導性組成物２５に磁場が印加されることにより、繊維状充填材２４ｂは、磁場の方向と反対方向に磁化されて磁力線ＭＬに沿って配向される。また、繊維状充填材２４ｂの結晶構造の結晶方位に依存して繊維状充填材２４ｂの磁化率が異方性を持つ場合、繊維状充填材２４ｂは、磁化率の異方性に従って配向される。磁場の印加は、熱伝導性組成物２５を型１６内に注入後、その型１６を磁場発生装置内に配置することにより行うことができる。磁場発生装置としては、永久磁石、電磁石、超伝導磁石が挙げられるが、長い繊維長の繊維状充填材２４ｂでも容易に配向されることから超伝導磁石が好ましい。また、繊維状充填材２４ｂの配向を促すため、磁場の印加とともに熱伝導性組成物２５に振動を付与することが好ましい。
【００４７】
熱伝導性接着シート２２を製造するには、「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤２１を、繊維状充填材２４ｂの配向方向と直交する方向にスライスして「シート体」にする。
【００４８】
熱伝導性塊状接着剤２１及び熱伝導性接着シート２２並びにそれらの製造方法によれば、厚さ方向に炭素繊維が配向した熱伝導性接着シート２２を得ることができ、厚さ方向の熱伝導性を高めることができる。よって、被着体間の熱を効率良く伝えることができる。さらに、繊維状充填材２４ｂでは熱伝導性接着シート２２の表面に露出しているため、被着体に繊維状充填材２４ｂ自体が接触し易くなり、より熱伝導性を高めることができる。
【００４９】
繊維状充填材２４ｂの熱伝導性接着シート２２表面における露出は、「ブロック体」をスライスすることにより実現することができる。「ブロック体」のタイプＥ硬度は０〜９５であることが好ましい。Ｅ硬度が０〜９５であると、「ブロック体」をスライスする際に、繊維状充填材２４ｂよりも「ブロック体」の方が積極的に切断され、繊維状充填材２４ｂを露出させ易くすることができる。さらに熱伝導性を高めた好ましいＥ硬度は２０〜９５である。また、スライスして熱伝導性接着シート２２を成形した後に、表面を研磨することでも、高分子基材１３の方が繊維状充填材２４ｂに比べて摩耗し易いことから、繊維状充填材２４ｂを露出させることができる。さらに、繊維状充填材２４ｂが露出した状態で摩耗すれば、露出した繊維状充填材２４ｂの端部が潰されて、熱伝導性接着シート２２の表面方向に膨出した形状の端部が形成され、その繊維状充填材２４ｂの端部により被着体との接触面積が増加するため、より熱伝導性を高めることができる。
【００５０】
熱伝導性接着シート１２，２２の装着例を説明をする。
【００５１】
熱伝導性接着シートの装着例１〔図９〕：
図９では、基板３１に設けた発熱体である電子部品３２と、放熱体であるヒートシンク３３との間に、熱伝導性接着シート１２，２２を配置した例を示す。
電子部品３２とヒートシンク３３とを共に柔らかな熱伝導性接着シート１２，２２に密着させた後、潜在硬化剤と高分子基材１３とを反応させることができ、電子部品３２とヒートシンク３３とを所望位置に配置して、熱伝導性接着シート１２，２２に対して強固に接着することができる。
【００５２】
熱伝導性接着シートの装着例２〔図１０〕：
図１０では、基板３１に設けた発熱体である電子部品３２ａ，３２ｂと、放熱体であるヒートシンク３３との間に、熱伝導性接着シート１２，２２を配置した例を示す。
この熱伝導性接着シート１２，２２は、高さがそれぞれ異なる電子部品３２ａと電子部品３２ｂの双方に対応するように、その厚みが厚い部分と薄い部分とを併せ持っている。
熱伝導性接着シート１２，２２の材料となる熱伝導性塊状接着剤１１，２１は、高分子基材１３と第２の硬化剤との硬化反応によって形成されるため、粘着性が殆ど無く、スライス作業が容易である。そのため、シートの厚み方向への切断作業も行い易く、簡単に段差面を有する熱伝導性接着シート１２，２２を形成することができる。こうして、高さの異なる電子部品３２ａ，３２ｂ等が並設されるような場合でも、その電子部品３２ａ，３２ｂの高さに即した大きさに調製された熱伝導性接着シート１２，２２を適用することができる。
高さ調整が容易に特徴を利用して、高さの異なる電子部品３２ａ，３２ｂ等ごとに厚みを調製した複数の熱伝導性接着シート１２，２２を適用することもできる。
【００５３】
放熱体としてヒートシンク３３の例を挙げたが、電子部品の筐体などが放熱体となることもある。こうした放熱体と発熱体との間の隙間は、熱伝導性接着シート１２，２２を装着する電子機器によってミリ単位で異なった寸法に設定されている。また、電子部品の種類によっては同機種であっても隙間の大きさにバラツキがある場合もある。熱伝導性接着シート１２，２２は、このような異なる隙間に対して簡単に対応することができる。
【実施例】
【００５４】
以下に実施例を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。【００５５】
１．試料の製造：【００５６】
試料１：
高分子基材(13)として、未硬化の液状のエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ブチルグリシジルエーテル希釈型）、商品名：エピクロン８５５、ＤＩＣ株式会社製、密度１．１５）を用い、その高分子基材(13)中に、熱伝導性充填材(24)として、粒状充填材(24a)の酸化アルミニウム（３μｍ球状アルミナ（比重；３．９８）、商品名：ＡＨ３−２、株式会社マイクロン製）と繊維状充填材(24b)の前駆体をポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）とする黒鉛化繊維（以下、単に黒鉛化繊維という）と、潜在硬化剤として変性イミダゾール（マイクロカプセル型イミダゾール、商品名：ノバキュアＨＸ３７４８、旭化成ケミカルズ株式会社製、密度１．００）と、第２の硬化剤としてトリアミン（低温硬化性アミン、商品名ジェファーミンＴ−４０３、ハンツマン社製、密度０．９８）と、を配合し、振動攪拌３分、脱泡２時間の条件により混練及び脱泡して熱伝導性組成物(25)を調製した。この熱伝導性組成物(25)の配合量は、エポキシ樹脂を１００質量部としたとき、酸化アルミニウムを２２３質量部、黒鉛化繊維を５６．４質量部、変性イミダゾールを１７．０質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で６０％）、トリアミンを１７．５質量部(エポキシ樹脂に対して等量比で４０％）としてある。なお、第２の硬化剤のトリアミンは６０℃以下で容易にエポキシ樹脂と反応するものであり、潜在硬化剤の変性イミダゾールは６０℃で安定であり、８０℃以上でエポキシ樹脂と反応するものである。
調製した熱伝導性組成物(25)を略直方体形状に形成する型(18)のキャビティー内に注入し、超伝導磁石により一定方向の磁場が発生する磁場発生装置内に投入した。すると、熱伝導性組成物(25)中の繊維状充填材(24b)である黒鉛化繊維には異方性磁化率があるため、黒鉛化繊維を磁場方向に沿って配向させることができる。黒鉛化繊維を配向した熱伝導性組成物(25)を６０℃恒温下で１２時間放置し、高分子基材(13)のエポキシ樹脂と第２の硬化剤のトリアミンを反応させ「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)を製造した。
次に得られた熱伝導性塊状接着剤(21)をカンナによりスライスして「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を製造した。スライスの条件としては、カンナ（ジャンプ社製最適カンナミニ  ｊ５０）を使用し、刃をプラスチックなどを切断する目的で使用する特殊刃とし、カンナ平面からの刃角を４５°、突出する刃先を０．５ｍｍとし、０．２ＭＰａ〜０．３ＭＰａの圧力で「ブロック体」を押し付けて切断した。
こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料１とした。【００５７】
試料２：
試料２が試料１と異なるのは、潜在硬化剤及び第２の硬化剤の配合量を変更した点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１５．６質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で５５％）、第２の硬化剤のトリアミンを１９．５質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で４５％）とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料２とした。【００５８】
試料３：
試料３が試料１と異なるのは、潜在硬化剤及び第２の硬化剤の配合量を変更した点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１４．３質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で５０％）、第２の硬化剤のトリアミンを２１．５質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で５０％）とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料３とした。【００５９】
試料４：
試料４が試料１と異なるのは、粒状充填材(24a)及び繊維状充填材(24b)の配合量を変更した点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、粒状充填材(24a)の酸化アルミニウムを３３２質量部、繊維状充填材(24b)の黒鉛化繊維を８４．０質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料４とした。【００６０】
試料５：
試料５が試料４と異なるのは、消泡剤を加えた点である。すなわち、試料４で用いた熱伝導性組成物(25)にさらに消泡剤（株式会社セイコーアドバンス製、商品名：ＣＡＲＥ８）を１．５質量部加えた。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料５とした。【００６１】
試料６：
試料６が試料５と異なるのは、粒状充填材(24a)及び繊維状充填材(24b)の配合量を変更した点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、粒状充填材(24a)の酸化アルミニウムを４０７質量部、繊維状充填材(24b)の黒鉛化繊維を１０３質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料６とした。なお、試料６の熱伝導性組成物(25)は粘度が高いため脱泡を２時間以上行い、熱伝導性塊状接着剤(21)及び熱伝導性接着シート(22)についてはエアー孔の無いものを用いた。【００６２】
試料７：
試料７が試料６と異なるのは、消泡剤の配合量を変更した点である。すなわち、消泡剤を５質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料７とした。なお、試料７の熱伝導性組成物(25)は粘度が高いため脱泡を２時間以上行い、熱伝導性塊状接着剤(21)及び熱伝導性接着シート(22)についてはエアー孔の無いものを用いた。【００６３】
試料８：
試料８が試料１と異なるのは、潜在硬化剤及び第２の硬化剤の配合量を変更した点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１２．９質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で４５％）、第２の硬化剤のトリアミンを２３．７質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で５５％）とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料８とした。【００６４】
試料９：
試料９が試料１と異なるのは、潜在硬化剤及び第２の硬化剤の配合量を変更した点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１８．６質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で６５％）、第２の硬化剤のトリアミンを１５．１質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で３５％）とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料９とした。【００６５】
試料１０：
試料１０が試料３と異なるのは、磁場を印加せず繊維状充填材(24b)を配向させていない点である。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料１０とした。【００６６】
試料１１：
試料１１が試料１０と異なるのは、繊維状充填材を配合していない点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、熱伝導性充填材(14)の酸化アルミニウムを５００質量部を配合し、振動攪拌３分、脱泡２時間の条件により混練及び脱泡して熱伝導性組成物(15)を調製した。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(11)と「シート体」の熱伝導性接着シート(12)を試料１１とした。【００６７】
試料１２：
試料１２が試料１１と異なるのは、熱伝導性充填材(14)の配合量を変更した点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、熱伝導性充填材(14)の酸化アルミニウムを６００質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(11)と「シート体」の熱伝導性接着シート(12)を試料１２とした。【００６８】
試料１３：
試料１３が試料９と異なるのは、高分子基材(13)として希釈剤を含有しない液状のエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名：エピクロン８５０、ＤＩＣ株式会社製、密度１．１７）を用いた点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１８．２質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で６５％）、第２の硬化剤のトリアミンを１５．０質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で３５％）とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料１３とした。【００６９】
試料１４：
試料１４が試料６と異なるのは、第２の硬化剤の配合量を減らした点（潜在硬化剤の配合量を増やした点）と、消泡剤に替わって湿潤分散剤（商品名：Ｗ−９９５、ビックケミージャパン株式会社製）を加えた点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１７．５質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で６２％）、第２の硬化剤のトリアミンを１６．６質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で３８％）、湿潤分散剤を１．５質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料１４とした。【００７０】
試料１５：
試料１５が試料６と異なるのは、第２の硬化剤の配合量を減らした点（潜在硬化剤の配合量を増やした点）と、粒状充填材(24a)として酸化アルミニウムの配合量を減らして水酸化アルミニウム（３μｍ不定形状（比重；２．２２）、商品名：ＢＥ０３３、日本軽金属社製）を加えた点と、湿潤分散剤を加えた点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１７．７質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で６２．５％）、第２の硬化剤のトリアミンを１６．４質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で３７．５％）、粒状充填材(24a)の酸化アルミニウムを１８０質量部と水酸化アルミニウムを１２０質量部（繊維状充填材(24b)も含めた熱伝導性充填材(24)の総体積割合が５５．２ｖｏｌ％）、湿潤分散剤を２．０質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料１５とした。【００７１】
試料１６：
試料１６が試料６と異なるのは、第２の硬化剤の配合量を減らした点（潜在硬化剤の配合量を増やした点）と、粒状充填材(24a)としての酸化アルミニウムと繊維状充填材(24b)としての黒鉛化繊維の配合量を増やした点と、湿潤分散剤を加えた点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１７．９質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で６３％）、第２の硬化剤のトリアミンを１６．１質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で３７％）、粒状充填材(24a)の酸化アルミニウムを５２３質量部と繊維状充填材(24b)の黒鉛化繊維を１３２質量部（熱伝導性充填材(24)の総体積割合が６０．０ｖｏｌ％）、湿潤分散剤を６．６質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料１６とした。【００７２】
試料１７：
試料１７が試料６と異なるのは、第２の硬化剤の配合量を減らした点（潜在硬化剤の配合量を増やした点）と、粒状充填材(24a)としてさらに水酸化アルミニウムを加えた点と、湿潤分散剤を加えた点である。すなわち、高分子基材(13)のエポキシ樹脂１００質量部に対して、潜在硬化剤の変性イミダゾールを１７．７質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で６２．５％）、第２の硬化剤のトリアミンを１６．４質量部（エポキシ樹脂に対して等量比で３７．５％）、粒状充填材(24a)としてさらに水酸化アルミニウムを１５０質量部（繊維状充填材(24b)も含めた熱伝導性充填材(24)の総体積割合が６３．２ｖｏｌ％）、湿潤分散剤を５．５質量部とした。こうして製造した「ブロック体」の熱伝導性塊状接着剤(21)と「シート体」の熱伝導性接着シート(22)を試料１７とした。【００７３】
２．試験方法：
以上の試料１〜試料１７で用いた熱伝導性組成物(25)について「粘度」を測定した。
また、試料１〜試料１７の「ブロック体」については「硬度」を測定するとともに、「シート体」を製造する際の「切断のし易さ」を評価した。
さらに、試料１〜試料１７の「シート体」については、「熱抵抗」及び「接着強度」を測定した。
各測定条件を以下に説明する。また、試料１〜試料１７における熱伝導性組成物(25)の配合量と評価結果を表１〜表３に示す。【００７４】
「粘度」；
回転粘度計(ブルックフィールド社製、商品名：ＤＶ-Ｅ型、スピンドルＮｏ．１４)を用いて、回転速度１０ｒｐｍのもと２５℃と６０℃における粘度を測定した。【００７５】
「硬度」；
日本工業規格であるＪＩＳ Ｋ ６２５３に基づき、熱伝導性塊状接着剤(21)のタイプＡ硬度及びタイプＥ硬度を測定した。【００７６】
「切断のし易さ」（スライス性）；
上述のカンナを用いて比較評価した。スライスして得られる熱伝導性接着シート(22)が熱伝導性塊状接着剤(21)と同じ外形で、かつ、厚みにばらつきがなければ（厚さのばらつき幅が０．１０ｍｍ未満であれば）、スライス性が「良好」と判断し、そのどちらか一方を満たさない場合、すなわち熱伝導性接着シート(22)の一部が欠けた場合、又は熱伝導性接着シート(22)の厚さのばらつき幅が０．１０ｍｍ以上であった場合では「可」と判断し、その両方を満たさない場合を「要注意」と判断した。【００７７】
「熱抵抗」；
試料１〜試料１２の熱伝導性接着シート(22)を縦１０ｍｍ×横１０ｍｍにカットし、同じく縦１０ｍｍ×横１０ｍｍにカットした２枚のアルミニウム板（泰豊トレーディング株式会社製、厚み０．３ｍｍ、ＪＩＳ Ｈ４０００）で熱伝導性接着シート(22)を挟み、７００ｇ／ｃｍ２の荷重をかけながら１７０℃で３０分加熱することで熱抵抗用の試験片を製造した。試料１〜試料１２の試験片を発熱体としての発熱基板（発熱量Ｑ：２５Ｗ）と放熱体としてのヒートシンク（株式会社アルファ製「ＦＨ６０−３０」）との間に挟み、ヒートシンクに一定の荷重（４ｋｇｆ／ｃｍ２）を加えた。このとき試験片、発熱基板、及びヒートシンクは固い材質であるため荷重をかけて挟んだだけではしっかり密着せずに各部材間で微細な隙間が発生する。この隙間によって熱の伝わりが阻害され正確に測定できないため、各部材間に熱伝導性グリス（ポリマテック株式会社製、商品名：ＧＡ２０４）を塗布し、部材間に存在した隙間を埋めて測定した。
本来使用する際は、発熱体と放熱体との間に直接熱伝導性接着シート(22)を介在させてそれらを互いに接着させるが、本評価においては、発熱体及び放熱体が繰り返し使用できるように、上記のようなアルミニウム板と熱伝導性グリスを用いた方法を採用した。
ヒートシンクの上部には、冷却ファン（風量０．０１ｋｇ／ｓｅｃ、風圧４９Ｐａ）が取り付けられており、ヒートシンク及び発熱基板には温度センサが接続されている。冷却ファンを作動させた状態で、発熱基板に通電する。通電の開始後、１０分経過した時点で、発熱基板の温度（Ｔ１）及びヒートシンクの温度（Ｔ２）を測定し、各温度を下記式に代入することにより熱抵抗値を算出した。
熱抵抗値（℃／Ｗ）＝（Ｔ１−Ｔ２）／発熱量Ｑ【００７８】
「接着強度」；
試料１〜試料１７の熱伝導性接着シート(22)を縦１０ｍｍ×横１５ｍｍにカットし、縦８０ｍｍ×横１５ｍｍの２枚のアルミニウム片ではさみ、一定の荷重（４ｋｇｆ／ｃｍ２）をかけることで試験片を製造した。このとき、熱伝導性接着シート(22)の両面は完全にアルミニウム片と接着するようにし、かつ、できた試験片の全長が１５０ｍｍであるようにする。完成した試験片を１７０℃、３０分で放置した後、室温にて、５ｍｍ／ｍｉｎの引張速さで、引張せん断強度を測定し、引張せん断強度と硬化面積１５０ｍｍ２から、単位面積あたりの接着強度を算出した。【００７９】
３．試験結果：
試料１〜試料６及び試料１０〜試料１２の熱伝導性塊状接着剤(11,21)については、第２の硬化剤であるトリアミンの配合量を高分子基材(13)であるエポキシ樹脂に対して等量比率で４０％〜５０％としたため、適度な硬度を持たせることができ、スライス性が「良好」な結果となった。試料７の熱伝導性塊状接着剤(21)については、消泡剤の影響により、Ｅ硬度が８０を超え、スライス性が「可」の評価であった。試料８の熱伝導性塊状接着剤(21)は第２の硬化剤であるトリアミンの配合量が高分子基材(13)であるエポキシ樹脂に対する等量比率で５５％であったため、熱伝導性塊状接着剤(21)のＥ硬度が９４となり、硬すぎたことからスライス性が「要注意」の評価となり、試料９の熱伝導性塊状接着剤(21)は第２の硬化剤であるトリアミンの配合量が高分子基材(13)であるエポキシ樹脂に対する等量比率で３５％であったため、熱伝導性塊状接着剤(21)のＥ硬度が２５となり、軟らかすぎたことからスライス性が「要注意」の評価となった。そこで、試料８では切断の際の圧力を大きくした切断装置を用いれば切断が良好となり、試料９では成形した熱伝導性塊状接着剤(21)を枠状の硬質樹脂（ポリプロピレン）で囲んで硬質樹脂ごと切断したり、熱伝導性塊状接着剤(21)を冷却して切断したりすることで切断が良好となった。
また、試料１〜試料７、試料９、試料１０〜試料１２の熱伝導性接着シート(12,22)については、潜在硬化剤である変性イミダゾールの配合量を高分子基材(13)であるエポキシ樹脂に対する等量比率で５０〜６５％としたため、接着強度を高めることができた。さらに、試料１〜試料７、試料９の熱伝導性接着シート(22)は、熱伝導性充填材(24)が適度に配合され、繊維状充填材(24b)の黒鉛化繊維が厚さ方向に配向していることにより、発熱体から放熱体への良好な熱伝導性能を確認することができた。しかし、試料１０の熱伝導性接着シート(22)については繊維状充填材(24b)の黒鉛化繊維を配合しているものの配向していないため、全試料中で最も熱抵抗が高い値となった。そして、試料１１、試料１２の熱伝導性接着シート(12)については、黒鉛化繊維を配合していないため、試料1〜試料９までの黒鉛化繊維を配合し、かつ、配向させている熱伝導性接着シート(22)よりも、熱抵抗が高い値を示した。しかし、黒鉛化繊維を配合しているだけで配向させていない試料１０の熱伝導性接着シート(22)よりは低い熱抵抗を示している。このことから、ある程度の熱特性を持たせたい場合には、黒鉛化繊維を配合せずに熱伝導性充填材(14)を配合することで熱伝導性塊状接着剤(11)及び熱伝導性接着シート(12)を成形し、さらに高い熱特性を持たせたい場合に繊維状充填材(24b)を配合し、繊維状充填材(24b)を配向させれば、その配向が接着強度に影響を与えることなく、熱抵抗を低下することができ、熱特性を高めることができる。試料８の熱伝導性接着シート(22)は潜在硬化剤である変性イミダゾールの配合量が高分子基材(13)であるエポキシ樹脂に対する等量比率で４５％であったため、接着性を有していたものの全試料中で接着強度が最も低い結果となった。しかしながら、接着強度の大小は用途に応じて適宜選択するものであるため、試料８、試料３、試料７のような接着強度がやや小さい熱伝導性接着シート(22)であっても使用できるものである。【００８０】
試料１３〜試料１７の熱伝導性塊状接着剤(21)については、第２の硬化剤であるトリアミンの配合量を高分子基材(13)であるエポキシ樹脂に対して等量比率で３５％〜４０％としたが、ブロック体に適度な硬度を持たせることができ、スライス性が「良好」な結果となった。
試料１３は、高分子基材(13)に希釈剤添加型のエポキシ樹脂を用いたため、第２の硬化剤の配合量をエポキシ樹脂に対して等量比率で３５％としたが、ブロック体に適度な硬度を持たせることができ、スライス性が良好な結果となった。また、第２の硬化剤をエポキシ樹脂との等量比率で３５％としたため、ブロック体のスライス性や熱抵抗を低下させることなく接着強度を高めることができた。
試料１４は、第２の硬化剤をエポキシ樹脂との等量比率で３８％としたため、ブロック体のスライス性や熱抵抗を低下させることなく接着強度を高めることができた。また分散剤を配合したため、熱伝導性充填材(24)を高充填することができ、さらに熱伝導性組成物(25)の粘度が低下して黒鉛化繊維を配向し易くすることができた。このようなことから熱抵抗を低下させることができた。
試料１５〜試料１７は、第２の硬化剤をエポキシ樹脂との等量比率で３７％〜３７．５％としたため、熱伝導性充填材(24)を高充填しても接着強度を高めることができた。【００８１】
【表１】
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【００８２】
【表２】
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【００８３】
【表３】
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【符号の説明】
【００８４】
１１    熱伝導性塊状接着剤（第１実施形態）
１２    熱伝導性接着シート（第１実施形態）
１３    高分子基材
１４    熱伝導性充填材
１５    熱伝導性組成物
１６    型
２１    熱伝導性塊状接着剤（第２実施形態）
２２    熱伝導性接着シート（第２実施形態）
２４    熱伝導性充填材
２４ａ  粒状充填材
２４ｂ  繊維状充填材
２５    熱伝導性組成物
３１    基板
３２，３２ａ，３２ｂ    電子部品
３３    ヒートシンク
ＭＬ  磁力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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