(57)【要約】バインダー樹脂１８と、扁平形状で熱伝導率に異方性を有する粒子を含みバインダー樹脂１８中に分散された熱伝導性の無機充填材粉末１９と、を含む熱伝導性樹脂成形体の製造方法であって、成形体の厚さ方向などの任意の方向の熱伝導率を大幅に改善でき、且つコストの上昇を抑制することを目的とする。  本製造方法は、未硬化のバインダー樹脂１８と無機充填材粉末１９を混合して混合物Ｐを調製する調製工程、成形型１２の成形キャビティ１７を排気する排気工程、成形キャビティ１７に連通する注入口１６より成形キャビティ１７に混合物Ｐを注入する注入工程、成形キャビティ１７に注入された混合物Ｐを硬化させる硬化工程、を経て成形体を得る。
2010021408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダー樹脂と、扁平形状で熱伝導率に異方性を有する粒子を含み該バインダー樹脂中に分散された熱伝導性の無機充填材粉末と、を含む熱伝導性樹脂成形体の製造方法であって、
少なくとも未硬化の前記バインダー樹脂と前記無機充填材粉末を混合して混合物を調製する調製工程、
隙間をおいて対向して配置された一対の型部材と、該型部材の周縁部をシールし該型部材とともに成形キャビティを区画するシール部と、該成形キャビティに連通する注入口と、を備える成形型の該成形キャビティを排気する排気工程、
前記注入口より前記成形キャビティに前記混合物を注入する注入工程、
前記成形キャビティに注入された前記混合物を硬化させる硬化工程、
を経て成形体を得ることを特徴とする熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【請求項２】
さらに、前記排気工程の前に、前記成形型と前記混合物を入れた樹脂溜め皿とを注入室内に収納する工程を含み、
前記排気工程は、前記注入室内を排気して前記成形キャビティを排気する工程であり、
前記注入工程は、前記注入口を前記樹脂溜め皿の前記混合物に浸漬してから前記注入室内の圧力を上昇させることで前記混合物を前記成形キャビティに注入する工程である請求項１に記載の熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【請求項３】
さらに、前記硬化工程の後、前記成形型より前記成形体を脱型する工程を含む請求項１に記載の熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
少なくとも前記シール部を取り去り、一対の前記型部材の少なくとも一方と密着させたまま、前記成形型より前記成形体を脱型する請求項３に記載の熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
前記無機充填材粉末は、六方晶窒化硼素を含む請求項１に記載の熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
前記成形体は、シート状の熱伝導性樹脂シートである請求項１に記載の熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【請求項７】
前記混合物は希釈溶媒を含み、前記硬化工程は前記型部材を前記成形型の外部から加圧しつつ前記混合物を硬化させる工程である請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の熱伝導性樹脂成形体の製造方法における前記排気工程と前記注入工程とを同時に行うことを特徴とする熱伝導性樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱伝導性樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８−１０１２２７号公報（以下「特許文献」と略記。特に、第４〜６頁および図１参照。）で開示された従来技術においては、バインダー樹脂としての熱硬化性樹脂に無機充填材を添加した絶縁性を有する熱伝導性樹脂シートが開示されている。この樹脂シートは、熱硬化性樹脂と無機充填材を含む混合物を基板表面にドクターブレード法により塗付することによって、基板上に形成される。無機充填材として平板状の粉末からなる無機充填材と略球形の粉末からなる無機充填材の２種類の充填材を用いている。
無機充填材が平板状の粉末のみからなる場合、無機充填材は樹脂シートの表面に対して平行に配向する。このとき、平板状の粒子の間にバインダー樹脂が多く存在するため、樹脂シートの厚さ方向の熱伝導率はそれほど大きくない。一方、無機充填材が略球形の粉末のみからなる場合、無機充填材は樹脂中に均一に分散する。このとき、略球形の粒子の間にバインダー樹脂が多く介在するため、樹脂シートの厚さ方向の熱伝導率はそれほど大きくない。
特許文献のように無機充填材として平板状の粉末と略球形の粉末との２種類の形状の粉末を混合して用いた場合には、略球形の粒子によって、平板状の粒子が樹脂シートの表面に対して平行に配向することが阻害される。さらに、平板状の粒子は、略球形の粒子を繋ぎあわせる働きを担うため、樹脂シートの厚さ方向に無機充填材が連なった熱伝導経路を形成する。このため、樹脂シートの厚さ方向の熱伝導率が向上するとしている。
【発明の開示】
【０００３】
しかし、特許文献で開示された従来技術においては、無機充填材として平板状と略球形の２種類の粉末を用いる必要があり、原料コストが高くなってしまう問題がある。また、形状と粒径の異なる２種類の粉末を樹脂中に均一に分散させるためには、混合を充分に行う必要がありその分製造時間が長くなり、製造コストが高くなってしまう恐れがある。
また、特許文献で開示された従来技術では、シート状に形成するために、ドクターブレード法による塗付方式が用いられている。このような塗付方式の場合は、簡単な操作でシート状に形成することができる利点はある。しかしながら、平板状の粒子は、硬化前の樹脂中で浮力の影響を受けたり塗布方向に影響されたりして、シート表面と平行に配向してしまい、シートの厚さ方向の熱伝導性向上が困難となる問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、樹脂成形体の厚さ方向などの任意の方向の熱伝導率を大幅に改善でき、且つコストの上昇を抑制することが可能な熱伝導性樹脂成形体の製造方法の提供にある。
上記課題を達成するための本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法は、
バインダー樹脂と、扁平形状で熱伝導率に異方性を有する粒子を含み該バインダー樹脂中に分散された熱伝導性の無機充填材粉末と、を含む熱伝導性樹脂成形体の製造方法であって、
少なくとも未硬化の前記バインダー樹脂と前記無機充填材粉末を混合して混合物を調製する調製工程、
隙間をおいて対向して配置された一対の型部材と、該型部材の周縁部をシールし該型部材とともに成形キャビティを区画するシール部と、該成形キャビティに連通する注入口と、を備える成形型の該成形キャビティを排気する排気工程、
前記注入口より前記成形キャビティに前記混合物を注入する注入工程、
前記成形キャビティに注入された前記混合物を硬化させる硬化工程、
を経て成形体を得ることを特徴とする。
ここで、「扁平形状」とは、厚さが薄いことを意味し、たとえば、球状や塊状といった粒子を一方向に押し潰した形状と言える。「扁平形状」には、板状、薄片状、鱗片状と称するものも含まれる。
一般に、バインダー樹脂中に分散された無機充填材粉末が、扁平形状で熱伝導率に異方性を有する粒子（扁平状粒子）を含む場合、バインダー樹脂中における無機充填材粉末の配向によって熱伝導率が大きく変化する。たとえば、シート状の樹脂成形体において、厚さ方向に対して扁平状粒子が垂直に配向された場合には、成形体の厚さ方向の熱伝導率はそれほど向上しない。一方、厚さ方向に対して扁平状粒子が平行に配向された場合には、成形体の厚さ方向の熱伝導率は大幅に向上する。また、厚さ方向に対して扁平状粒子が平行と直角の中間的なランダムに配向された場合には、成形体の厚さ方向に熱伝導経路が形成されやすくなり、成形体の厚さ方向の熱伝導率は向上する。
本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法によれば、成形キャビティの排気を行ったのち、注入口より成形キャビティに混合物を注入して成形する。そのため、成形キャビティに注入される際の液流れにより無機充填材粉末に含まれる扁平状粒子はランダムに配向される。このランダム配向状態のままバインダー樹脂が硬化するので、得られた樹脂成形体では、扁平状粒子が樹脂成形体中でランダムに配向されている。従って、樹脂成形体の厚さ方向などの任意の方向に熱伝導経路が形成されやすくなり、樹脂成形体の任意の方向の熱伝導率が向上する。また、従来技術のように２種類の無機充填材粉末を用いる必要がなく１種類でよいので、原料コストおよび製造コストを低減可能である。さらに、真空下で注入を行うため、特性バラツキの一因となる樹脂成形体中の気泡の発生を低減させることができる。
なお、本発明の製造方法により扁平状粒子を含む無機充填材粉末がランダムに配向する理由は明確ではないが、注入工程において成形キャビティに混合物を注入する際に無機充填材粉末が擾乱されるためであると考えられる。
本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法は、さらに、前記排気工程の前に、前記成形型と前記混合物を入れた樹脂溜め皿とを注入室内に収納する工程を含み、
前記排気工程は、前記注入室内を排気して前記成形キャビティを排気する工程であり、
前記注入工程は、前記注入口を前記樹脂溜め皿の前記混合物に浸漬してから前記注入室内の圧力を上昇させることで前記混合物を前記成形キャビティに注入する工程であるのが望ましい。
成形キャビティの圧力を真空にしてから、成形型の注入口を混合物に浸漬し、注入室内の圧力を上昇させるので、混合物を成形キャビティへ確実に注入することができる。
本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法は、さらに、前記硬化工程の後、前記成形型より前記成形体を脱型する工程を含むとよい。成形型より樹脂成形体を脱型するので、成形型を再利用することができる。
また、前記無機充填材粉末は、六方晶窒化硼素を含むとよい。六方晶窒化硼素（以下、ｈ−ＢＮと記する）は層状の結晶構造をしており、粒子形状が扁平形状であり、結晶構造に起因して熱伝導率に異方性を有している。このｈ−ＢＮ粒子の扁平面に平行な方向（ａ軸方向）の熱伝導率は、ｈ−ＢＮ粒子の扁平面に垂直な方向（ｃ軸方向）の熱伝導率の数１０倍以上である。この特性を利用して、樹脂成形体中においてｈ−ＢＮ粒子の扁平面をランダムに配向させることにより樹脂成形体の熱伝導率を向上させることができる。
前記成形体は、シート状の熱伝導性樹脂シートであるとよい。熱伝導性樹脂成形体が熱伝導性樹脂シートであれば、回路基板などに幅広く活用可能である。なお、シート状とは、たとえば１０〜１０００μｍの厚さを想定している。
また、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法において、前記混合物は希釈溶媒を含み、前記硬化工程は前記型部材を前記成形型の外部から加圧しつつ前記混合物を硬化させる工程であるのが望ましい。
混合物の粘度は扁平状無機充填材粉末の含有量の増加に伴い増大するが、希釈溶媒を加えることにより混合物の低粘度化を図れ、注入を容易にすることができる。また、硬化の際、型部材を外部から加圧するので、成形キャビティに注入された混合物中の希釈溶媒が蒸発し体積収縮しても、樹脂シートの体積の減少で補填可能である。
すなわち、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法によれば、成形キャビティを排気したのち混合物を注入させ樹脂成形体を作製するので、樹脂成形体の厚さ方向などの任意の方向の熱伝導率を大幅に改善でき、且つコストの上昇を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法に使用される真空注入装置の要部構成を模式的に示す模式図である。
図２は、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法の一実施形態である熱伝導性樹脂シートの製造工程を示すフローチャートである。
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄは、図２に示す熱伝導性樹脂シートの製造工程における注入工程を説明するための模式図であって、（１−１）注入室内に成形型と樹脂溜め皿を設置、（１−２）成形型を樹脂溜め皿の混合物中に浸漬、（１−３）成形キャビティに混合物を注入、（１−４）注入が完了、した状態を示す。
図４Ａは、図２に示す熱伝導性樹脂シートの製造工程により得られた樹脂シートの断面構成を模式的に示す模式図である。図４Ｂは、比較例として塗付方式により得られた樹脂シートの断面構成を模式的に示す模式図である。
図５は、図２に示す熱伝導性樹脂シートの製造工程により得られた熱伝導性樹脂シートの電子顕微鏡写真を示す。
図６Ａおよび図６Ｂは、図２に示す熱伝導性樹脂シートの製造工程により得られた熱伝導性樹脂シートおよび比較例として塗布方式により得られた樹脂シートのＸ線回折法（θ−２θ法）による測定結果を示す。
図７は、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法の他の実施形態に使用される加熱炉の要部構成を模式的に示す模式図である。
図８は、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法の他の実施形態である熱伝導性樹脂シートの製造工程を示すフローチャートである。
図９Ａおよび図９Ｂは、図８に示す熱伝導性樹脂シートの製造工程における加熱工程を説明するための模式図であって、（２−１）混合物が注入された成形型を加熱炉内に設置し加圧された状態、（２−２）加熱による硬化後の状態、を示す。
図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法の他の実施形態である熱伝導性樹脂成形体の製造方法を説明するための模式図であって、（ａ）成形型の斜視図、（ｂ）成形キャビティへの注入工程を示す断面図、（ｃ）得られた樹脂成形体の斜視図、である。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、その他の実施形態に係る熱伝導性樹脂成形体の製造方法を説明するための模式図であって、（ａ）成形キャビティへの注入工程を示す断面図、（ｂ）得られた樹脂成形体の斜視図、である。
図１２は、その他の実施形態に係る熱伝導性樹脂成形体の製造方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に、本発明の熱伝導性樹脂成形体の製造方法を実施するための最良の形態を説明する。
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る熱伝導性樹脂シートの製造方法について、図を用いて説明する。
図１に示すように、本実施形態に用いられる真空注入装置１０は、所定間隔の隙間をおいて対向して配置された一対の型部材１１を有する成形型１２と、バインダー樹脂１８と無機充填材粉末１９との混合物Ｐを入れるための樹脂溜め皿１３と、成形型１２および混合物Ｐを入れた樹脂溜め皿１３を収納し成形型１２内への混合物Ｐの注入を行う注入室１４と、を備えている。
成形型１２は、一対の型部材１１と、型部材１１の周縁部をシールするシール部１５と、注入口１６と、を備える。型部材１１は矩形の板状体で形成され、一定の隙間間隔ｔ０を置いて対向して配置されている。シール部１５は、型部材１１の周縁部をシールし、型部材１１とともに成形キャビティ１７を区画する。そして、シール部１５には、混合物Ｐの注入を行うための注入口１６が設けられている。即ち、成形型１２は、注入口１６を除いて成形型１２内の隙間内部が外部よりシールされて成形キャビティ１７が形成されると共に、成形キャビティ１７と外部とを連通する注入口１６が形成されている。
注入室１４には、注入室１４内の排気を行うための排気口２１が設けられ、排気口２１は排気口２１の開閉を行うためのバルブ２２を介して図示しない真空ポンプと連結されている。
上記のような構成を有する真空注入装置１０を用いた熱伝導性樹脂シートの製造方法について、図２、図３Ａおよび図３Ｂに基づき説明を行う。
先ずＳ１０１では、バインダー樹脂主剤および硬化剤と、扁平状粒子を含む無機充填材粉末とが混合手段により充分混合される。その結果、Ｓ１０２では、液状の混合物Ｐが得られる。
次にＳ１０３では、対向する１対の型部材１１を有し、型部材１１の下部に設けられた注入口１６以外の周囲がシール部１５によってシールされることにより成形キャビティ１７が形成された成形型１２が準備される。
次にＳ１０４では、図３Ａ（１−１）に示すように、混合物Ｐを入れた樹脂溜め皿１３と成形型１２とが注入室１４内に入れられて、樹脂溜め皿１３の上方に成形型１２の注入口１６を鉛直方向下方に向けて配置される。すなわち、樹脂シートの厚さ方向が水平となるように、成形型が配置される。
次にＳ１０５では、排気口２１のバルブ２２が開口されて、真空ポンプが駆動することにより、注入室１４内は真空排気される。このとき、成形型１２内の成形キャビティ１７は注入口１６を介して同様に真空排気される。
次にＳ１０６では、図３Ｂ（１−２）に示すように、注入室１４内および成形キャビティ１７が所定の真空状態になると、真空ポンプの駆動が停止され、排気口２１のバルブ２２が閉じられる。そして、図示しないがアクチュエータ等を用いて成形型１２を下方に移動させ、注入口１６を樹脂溜め皿１３の混合物Ｐ中に浸漬させる。
次にＳ１０７、Ｓ１０８では、図３Ｃ（１−３）に示すように、排気口２１のバルブ２２が開かれて注入室１４内に空気が導入され、注入室１４の圧力が上昇する。このことにより、成形型１２内の成形キャビティ１７の圧力と注入室１４内の圧力に圧力差が生じ、注入口１６を通って成形キャビティ１７へ混合物Ｐが注入される。
次にＳ１０９では、図３Ｄ（１−４）に示すように、注入室１４内を大気圧まで戻すことにより、隙間空間１７への混合物Ｐの注入が完了する。
ところで、図３Ｄ（１−４）に示すように、成形キャビティ１７に注入される際の混合物Ｐの液流れにより扁平状粒子が擾乱されるため、その扁平面の向きがランダムに配向された状態にある。
混合物Ｐの注入が完了すると、成形型１２は上方に移動されるが、成形型１２内に注入された混合物Ｐは大気圧と未硬化樹脂の粘度により成形型１２内部に保持される。
次にＳ１１０では、成形型１２は注入室１４より外部に取り出されて、図示しない硬化手段により、成形型１２内に注入された混合物Ｐが硬化される。この際、成形型１２の方向は、注入工１６を鉛直方向下方に向けたままである。
次にＳ１１１では、少なくともシール部１５を取り外すことで脱型され、Ｓ１１２では、所定の厚さを有する樹脂成形体としての樹脂シート２３が完成する。
図４Ａ（ａ）は、このときの、樹脂シート２３の断面構成を示したものであり、型部材１１は一方の型部材１１のみが脱型されている。樹脂シート２３中においては、扁平状粒子を含む無機充填材粉末１９がバインダー樹脂１８中においてランダムに配向され、樹脂シート２３の厚さ方向に熱伝導経路が形成されやすくなり、樹脂シート２３の厚さ方向の熱伝導率が向上する。
なお、図４Ｂ（ｂ）は、比較例として示す、型部材の表面に塗付方式により混合物Ｐを塗付し硬化させた場合の樹脂シートの断面構成である。この場合には、扁平状粒子を含む無機充填材粉末１９はシート表面に対して平行に配向される。そのため、比較例の樹脂シートの厚さ方向の熱伝導率は、樹脂シート２３の厚さ方向の熱伝導率よりも低い。
＜熱伝導性樹脂シートＳ１の作製＞
上記の手順に従い、熱伝導性樹脂シートを作製した。バインダー樹脂１８として熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂（ペルノックス株式会社製ＮＭ−１０８Ａ（主剤）およびＮＭ−１１１Ｂ（硬化剤））、無機充填材粉末１９として六方晶窒化硼素（昭和電工株式会社製ＵＨＰ−２；以下「ｈ−ＢＮ」と略記）の粉末を用いた。なお、使用したｈ−ＢＮ粒子の扁平面に平行な方向の最大長さは１０μｍ程度とされている。エポキシ樹脂およびｈ−ＢＮ粉末を質量比で７０：３０となるように配合し、硬化剤とともに図示しない混合手段により充分混合して液状の混合物Ｐを得た。この混合物Ｐを、一定深さを有する樹脂溜め皿１３に入れた。
なお、成形型１２の型部材１１は表面全体にテフロンシール（中興化成工業株式会社）を被覆したガラス（松浪硝子工業株式会社）で、シール部１５は両面テープ（住友スリーエム株式会社）で、成形キャビティ１７は７６ｍｍ×２６ｍｍ×厚さ１ｍｍであり、注入口１６は成形キャビティ１７の２６ｍｍ×１ｍｍの面に形成された１０ｍｍ×１ｍｍの矩形状であった。
排気工程では、次の注入工程において成形キャビティ１７に混合物Ｐを満たしうるまで注入室を排気し、注入工程では注入室を大気圧まで戻した。硬化工程では、混合物Ｐが充填された成形型１２を、２５℃で２４時間放置してエポキシ樹脂を硬化させた。その後、型部材１１およびシール部１５を取り外すことで成形型１２が脱型され、厚さ１ｍｍの熱伝導性樹脂シートＳ１（「シートＳ１」と略記）を得た。
図５は、上記製造方法により得られたシートＳ１の電子顕微鏡写真である。図５において、横軸方向が型部材の成形面に平行なシート面方向であり、縦軸方向がシート厚さ方向である。図５で示す電子顕微鏡写真より明らかなように、シートＳ１では、エポキシ樹脂１８中において扁平状のｈ−ＢＮ粒子が、その扁平面をランダムな方向に配向された状態にある。
図６Ａおよび図６Ｂは、シートＳ１と、シートＳ１と同一材料および同一配合比の混合物Ｐを用いて従来の塗付方式により作製した比較例の樹脂シートＳ２（「シートＳ２」と略記）のＸ線回折結果を示したものである。
図６Ａ（ａ）は、樹脂シートサンプル表面にＸ線を角度θで照射し、照射角度（θ）および検出角（２θ）を連続的に変化させながら、その回折光を角度２θの位置にある検出器で検出させたときの角度２θと回折光の強度との関係し示したグラフである。実線はシートＳ１の特性を示し、破線はシートＳ２の特性を示している。
この特性より、たとえば、回折ピーク（００４）における回折強度をＩ（００４）とし、回折ピーク（１００）における回折強度をＩ（１００）とすれば、Ｉ（００４）とＩ（１００）の回折強度比から、樹脂中における窒化硼素の配向性が判断可能である。即ち、回折強度比Ｉ（００４）／Ｉ（１００）＞０．４の場合、測定面（シート面方向）に対し、窒化硼素が平行に配向され、回折強度比Ｉ（００４）／Ｉ（１００）＜０．４の場合、測定面（シート面方向）に対し、窒化硼素が垂直に配向され、回折強度比Ｉ（００４）／Ｉ（１００）≒０．４の場合、窒化硼素はランダムに配向されていることがわかる。なお、ランダムな配向状である場合の回折強度比が０．４程度であることは、ＩＣＤＤカードに基づいている。
図６Ｂ（ｂ）は、図６Ａ（ａ）のシートＳ１およびシートＳ２の特性グラフより回折強度Ｉ（００４）、Ｉ（１００）をそれぞれ読み取り、回折強度比Ｉ（００４）／Ｉ（１００）を求めたものである。
塗付により作製したシートＳ２においては、回折強度比が１．０で、回折強度比Ｉ（００４）／Ｉ（１００）＞０．４の場合に相当し、シート面方向に対して扁平状のｈ−ＢＮ粒子が平行に配向されていることがわかった。一方、真空注入により作製したシートＳ１においては、回折強度比が０．４で、回折強度比Ｉ（００４）／Ｉ（１００）≒０．４の場合に相当し、扁平状のｈ−ＢＮ粒子がランダムに配向されていることがわかった。
このように、本実施形態における製造方法を用いて作製したシートＳ１では、扁平状のｈ−ＢＮ粒子がエポキシ樹脂中においてランダムに配向されていることにより、樹脂シート２３の厚さ方向に熱伝導経路が形成されやすくなっている。その結果、樹脂シート２３の厚さ方向の熱伝導率が向上している。
本実施形態に係る熱伝導性樹脂シートの製造方法によれば以下の効果を奏する。
（１）注入室１４内を排気し成形型１２内の成形キャビティ１７を真空にしてから、成形型１２の注入口１６を樹脂溜め皿１３の混合物Ｐ中に浸漬し、注入室１４内の圧力を上昇させて、注入口１６より成形キャビティ１７に混合物Ｐを注入させ樹脂シート２３を作製する。そのため、成形キャビティ１７に注入される際の混合物Ｐの液流れにより扁平状のｈ−ＢＮ粒子は、その扁平面の向きがランダムに配向された状態にある。このランダム配向状態のまま、加熱により硬化され樹脂シート２３が作製されるので、得られた樹脂シート２３では、扁平状のｈ−ＢＮ粒子がエポキシ樹脂中でランダムに配向され、樹脂シート２３の厚さ方向に熱伝導経路が形成されやすくなり、樹脂シート２３の厚さ方向の熱伝導率が向上する。
（２）成形型１２内の成形キャビティ１７を真空とし、注入室１４内の圧力を上昇させて成形型１２内の圧力と注入室１４内の圧力に圧力差を生じさせ、この圧力差に基づき注入口１６を介して成形キャビティ１７へ混合物Ｐの注入が行われる。そのため、混合物Ｐの成形型１２内への注入を確実に行うことができる。また、真空下で注入を行うので、特性バラツキの一因となる樹脂シート２３中における気泡の発生を低減させることができる。
（３）従来技術のように２種類の無機充填材粉末を用いる必要がなく１種類のｈ−ＢＮ粒子でよいので、原料コストおよび製造コストを低減可能である。
（４）無機充填材粉末としてｈ−ＢＮ粒子が用いられているので、ｈ−ＢＮ粒子の熱伝導率における異方性を生かして使用可能である。即ち、ｈ−ＢＮ粒子の扁平面を熱伝導性樹脂シート２３のシート面に対してランダムに配向させることにより、シートの厚さ方向の熱伝導率を向上させることが可能である。また、ｈ−ＢＮ粒子が絶縁性の粒子であることにより、熱伝導性樹脂シート２３は電子機器の絶縁部材として使用可能である。
（５）硬化後、成形型１２より樹脂シート２３を脱型するので、成形型１２を再利用することができる。
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る熱伝導性樹脂シートの製造方法について、図７、図８、図９Ａおよび図９Ｂに基づいて説明する。
この実施形態は、上記の実施形態における混合物の原料組成と、加熱硬化時の処理条件を変更したものであり、その他の構成および製造工程は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成および工程についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
本実施形態における混合物Ｑの原料としては、上記の実施形態における混合物Ｐの原料に希釈溶媒を加えたものである。希釈溶媒を加えることにより混合物Ｑの低粘度化を図ることができる。
真空注入装置については、上記の実施形態における真空注入装置１０をそのまま用いることができる。図７は、成形型１２内への混合物Ｑの注入が完了し、上方に移動された成形型１２を、硬化手段としての加熱炉３１内に設置された状態を示している。加熱炉３１内にはヒーター３２が設置され、図示しない制御手段により炉内の設定温度および設定時間が制御可能となっている。
また、一対の型部材１１は両サイドより内側の方向に図示しない加圧手段により加圧可能に配置されている。
上記のような構成を有する真空注入装置１０および加熱炉３１を用いた熱伝導性樹脂シートの製造方法について、図８、図９Ａおよび図９Ｂに基づき説明を行う。
先ずＳ２０１では、バインダー樹脂１８としての熱硬化性樹脂主剤および硬化剤と、扁平状粒子を含む無機充填材粉末１９と、希釈溶媒が混合手段により充分混合される。その結果、Ｓ２０２では、液状の混合物Ｑが得られる。
次にＳ２０３〜Ｓ２０９に至る各ステップは、混合物Ｐに代わって混合物Ｑが用いられること以外は、第１の実施形態におけるＳ１０３〜Ｓ１０９（図２参照）の各ステップと同様であり、説明を省略する。なお、メチルエチルケトンを加えることにより混合物Ｑは低粘度化が図られているので、成形型１２内への混合物Ｑの注入が容易に行われる。
次にＳ２１０では、成形型１２は注入室１４より外部に取り出されて、硬化手段としての加熱炉３１内に設置される。このとき、図９Ａ（２−１）に示すように、型部材１１は加圧手段により両サイドより内側の方向に一定の圧力で加圧される。なお、このときの型部材１１間の隙間間隔はｔ１となっている。そして、加圧状態のまま、所定温度で所定時間だけ加熱されることにより、混合物Ｑ中のメチルエチルケトンが蒸発して成形型１２内に注入された混合物Ｑが硬化する。
ところで、混合物Ｑ中のメチルエチルケトンが蒸発することにより混合物Ｑの体積が収縮する。しかし、型部材１１は両サイドより内側の方向に加圧されているので、体積収縮に対応して型部材１１は内側の方向に互いに接近移動する。図９Ｂ（２−２）は、硬化後の状態を示しており、型部材１１間の隙間間隔がｔ２（ｔ２＜ｔ１）となっている。即ち、型部材１１間の隙間間隔ｔ１がｔ２に減少することにより体積収縮が補填され、体積収縮に伴う不具合の発生を防止できる。
次にＳ２１１では、型部材１１が脱型され、Ｓ２１２では、所定の厚さｔ２を有する樹脂成形体としての樹脂シート３３が完成する。
本実施形態においては、バインダー樹脂１８としては熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、無機充填材粉末１９としてはｈ−ＢＮ粒子、さらに希釈溶媒としてはメチルエチルケトン、が好適に用いられる。図８に示す手順に従い樹脂成形体を作製することで、図５に示すシートＳ１と同様の、ｈ−ＢＮ粉末がランダムに配向した熱伝導性樹脂シートが得られる。
本実施形態に係る熱伝導性樹脂シートの製造方法によれば以下の効果を奏する。なお、上記の実施形態における（１）〜（５）の効果は同様であり、それ以外の効果を記す。
（６）混合物Ｑは希釈溶媒を加えることにより低粘度化を図ることができるので、成形型１２内への混合物Ｑの注入を容易に行うことができる。
（７）硬化の際、型部材１１を加圧するので、型部材１１間に注入された混合物Ｑ中のメチルエチルケトンが蒸発して体積収縮しても、型部材１１間の隙間間隔ｔ１がｔ２に減少することにより補填され、体積収縮に伴う不具合の発生を防止できる。
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る熱伝導性樹脂成形体の製造方法について、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃに基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における成形型１２の形状を変更したものであり、その他の構成および製造工程は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成および工程についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
図１０Ａ（ａ）、図１０Ｂ（ｂ）に示すように、この実施形態の成形型４０は、筒形状をした内型部材４１と外型部材４２とで構成され、内型部材４１の周囲を取り囲むように外型部材４２が一定の隙間間隔を置いて対向して配置されている。
内型部材４１と外型部材４２の両開口端部にはシール４３が設けられ、一方の開口端部には混合物Ｐの注入を行うための複数の注入口４４が設けられている。成形型４０は、注入口４４を除いて成形型４０内の隙間内部がシールされて断面矩形で筒状の隙間空間４５が形成された状態にある。
図１０Ｂ（ｂ）に示すように、この成形型４０を注入室内で混合物Ｐが入れられた樹脂溜め皿４６内に浸漬させ、注入口４４を介して成形型４０内の隙間空間４５に混合物Ｐの注入を行う。混合物Ｐの注入後、成形型４０を加熱炉で加熱硬化させる。そして、内型部材４１と外型部材４２の脱型を行う。
図１０Ｃ（ｃ）は、その結果得られた筒状の樹脂成形体４７を示している。
この実施形態における作用効果は、得られる樹脂成形体がシート状ではなくて筒状であること以外は、第１の実施形態における作用効果と同等であり、説明を省略する。
＜その他の実施形態＞
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、たとえば、次のように変更しても良い。
上記の各実施形態では、バインダー樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を用い、無機充填材粉末としてｈ−ＢＮ粒子（六方晶窒化硼素）を用いるとして説明したが、バインダー樹脂としては、そのほか不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂或いは、合成ゴム系樹脂、アクリル樹脂、オレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂を用いても良い。また、無機充填材粉末としては、そのほか酸化アルミニウム（アルミナ）、炭化珪素、グラファイト粉末などを用いても良い。なお、熱伝導性樹脂シートを絶縁部材として用いる場合は絶縁性の無機充填材粉末を用いることが望ましい。
上記の各実施形態では、無機充填材粉末として、ｈ−ＢＮ粒子のみを使用したが、扁平状粒子とは形状の異なる粒子をさらに含む粉末を使用してもよい。形状の異なる粒子は、略球形のものが好ましいが、粉砕された形状で多角体形状であってもよい。材質としては、アルミナ、シリカ、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化硼素などが挙げられる。形状の異なる粉末を併用することで、成形体の厚さ方向の熱伝導率がさらに向上する。
熱伝導性樹脂シートＳ１の作製では、エポキシ樹脂およびｈ−ＢＮ粉末を質量比で７０：３０となるように配合した。バインダー樹脂に対する無機充填材粉末の配合比率を高くするほど樹脂成形体としての樹脂シートの熱伝導率を高めることができるが、配合比率を高めすぎると逆に樹脂シートが脆くなりクラックが発生し易くなる。好ましい配合比率は、質量比で、バインダー樹脂：無機充填材粉末＝２０：８０〜８０：２０さらには６５：３５〜７５：２５である。
第２の実施形態では、希釈溶媒としてメチルエチルケトンを用いるとして説明したが、その他にアセトン、トルエンなど一般的な有機溶剤を用いてよく、バインダー樹脂との相性を考慮し選定するのが望ましい。また、充填された混合物が成形型に保持されやすいという観点から、混合物の粘度は、１〜５００Ｐａ・ｓさらには５０〜２００Ｐａ・ｓとするのが望ましい。
第２の実施形態において、加圧手段により型部材をどの程度加圧するかは、溶媒量にもよるが、混合物にかかる圧力が１×１０５Ｐａ〜１０００×１０５Ｐａさらには１．５〜１０Ｐａであるのが望ましい。１０００×１０５Ｐａを超えると、マトリックス樹脂が破損することがあるため、望ましくない。
上記の各実施形態では、バインダー樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を用い、硬化手段として加熱炉を用い加熱により硬化させるとして説明したが、加熱によらずに自然乾燥により硬化させても良い。また、バインダー樹脂が熱可塑性樹脂の場合には、高温状態にある混合物の硬化手段として冷却による硬化を行っても良い。さらに、バインダー樹脂として光硬化性樹脂を使用し、型部材が透明材料で形成されている場合には、硬化手段として光照射による光硬化法を用いても良い。
熱伝導性樹脂シートＳ１の作製では、片方の型部材を脱型しなかった。しかし、全ての型部材を脱型してもよいし、また、シール部のみ脱型しても良い。たとえば、型部材として放熱基板を用いて樹脂成形体を形成し、その後、放熱基板の表面に密着させたまま放熱材として使用することも可能である。
上記の各実施形態では、成形型１２または４０内に注入された混合物ＰまたはＱにおいて扁平状のｈ−ＢＮ粒子１９がランダムに配向されているとして説明した。しかし、注入口形状、注入速度および原料粘度などの注入条件の制御や、硬化時間、バインダー樹脂の選択などにより、ｈ−ＢＮ粒子１９を樹脂シートおよび樹脂成形体のシートおよび成形体の厚さ方向に対しより平行に近づくように配向させることが可能である。その結果、シートおよび成形体の厚さ方向の熱伝導率を更に向上可能である。
上記の各実施形態では、排気後の注入室を昇圧して成形キャビティへ混合物を注入したが、混合物の注入方法に限定はない。たとえば、排気後の注入室において、注入口が鉛直方向上向きとなるように成形型を配置し、混合物を注入口から重力により成形キャビティへと流し込んでも、扁平状粒子はランダム配向しやすい。また、成形キャビティを排気しつつ混合物の注入を行ってもよい。すなわち、本発明の製造方法において、排気工程と注入工程とを同時に行っても、本発明の目的は達成される。具体的には、注入口を混合物に浸漬させた状態で、成形キャビティに連通する注入口とは別の開口（排気口）から成形キャビティを排気する。
原料粘度は、１〜５００Ｐａ・ｓさらには１〜２００Ｐａ・ｓが好ましく、この範囲であれば、扁平状粒子はランダム配向しやすい。
熱伝導性樹脂シートＳ１の作製では、排気工程にて注入室（すなわち成形キャビティ）を排気後、大気圧まで昇圧したが、９０００〜０．１Ｐａさらには１００〜０．１Ｐａであるのが望ましい。真空度が低すぎると、混合物を樹脂溜め皿に溜め置くことが困難となる。一方、排気が不十分であると、成形キャビティの寸法によっては、成形キャビティに混合物が十分に注入されない。また、注入室内（すなわち成形キャビティ）を大気圧に戻す際には、成形キャビティに充填される混合物の液面が０．０１〜１ｍ／秒で上昇するように注入室内の圧力を調整するとよい。真空度および液面の上昇速度が上記範囲であれば、扁平状粒子はランダム配向しやすい。
第３の実施形態では、内型部材４１と外型部材４２とで構成される成形型４０を用いて筒状の樹脂成形体４７を形成するとして説明した。それぞれの型部材の形状を工夫することにより、Ｌ字型、コの字型、波板状およびその他任意の形状の樹脂成形体を形成可能である。
型部材の材質に特に限定はないが、ガラス、プラスチック、金属などからバインダー樹脂の硬化手段に応じて選択するとよい。また、硬化工程後、型部材を樹脂成形体から離型するのであれば、型部材の表面に予め離型剤を付与するとよい。
シール部の材質に特に限定はなく、一般的なシール材を使用すればよい。具体的には、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系の接着剤、シリコ−ン、ウレタンなどのゴム系接着剤などが挙げられる。特に、第２の実施形態のように加圧手段により型部材を加圧する場合には、シール部は、シリコ−ン系接着剤などのゴム系接着剤からなるのが好ましい。
注入口の形成位置、寸法、形状および個数に特に限定はないが、注入口が小さすぎると扁平状粒子が一方向に配向しやすくなるため好ましくない。また、大きすぎると、注入口が成形型の下方に位置する場合に、混合物をその粘度で成形キャビティに保持すること困難となる。そのため、ひとつの注入口が、直径０．１〜１０ｍｍさらには０．２〜０．５ｍｍの範囲の円内に収まる程度の大きさであるのが好ましい。
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、フラットな形状の型部材５１ｂと、一部が外側に突出した形状の型部材５１ａとで構成された成形型５０を用いることにより、厚さが一定でない樹脂成形体５２を形成することも可能である。
上記の各実施形態では、一対の型部材１１を用いて樹脂シート２３を作製するとして説明したが、型部材は少なくとも一対あればよい。すなわち、図１２に示すように、複数枚の型部材６１を所定間隔で積層した成形型６０を用いて、複数枚の樹脂シートを同時に形成しても良い。この場合には、型部材６１を保持するスペーサ兼シール材６２としては、シリコーン樹脂等の軟質材料にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）コーティングしたものを用いるとよい。また、図１２では、第１の実施形態で用いた３つの成形型が所定の間隔で配置されているが、隣接する成形型の間にある隙間空間６７を成形キャビティとして使用してもよい。
すなわち、平板状の型部材の両面を成形面として使用することも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図５】
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【国際調査報告】
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