(57)【要約】【課題】簡易な操作によって得ることができ、厚み方向および面方向の熱伝導性に優れる熱伝導性シート、そのような熱伝導性シートを用いて得られる絶縁シートおよび放熱部材を提供すること。【解決手段】樹脂３と、板状または鱗片状のフィラー２とを含有する熱伝導性シート１において、熱伝導性シート１の面方向ＳＤに対して、フィラー２の平均配向角を２９度以上として、最大配向角を６５度以上とする。また、そのような熱伝導性シート１を用いて、絶縁シートおよび放熱部材を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、板状または鱗片状のフィラーとを含有する熱伝導性シートであって、
前記熱伝導性シートの面方向に対して、前記フィラーの平均配向角が２９度以上であり、最大配向角が６５度以上であることを特徴とする、熱伝導性シート。
【請求項２】
前記樹脂が、第１樹脂と第２樹脂とを含有し、
前記第１樹脂の軟化温度と、前記第２樹脂の軟化温度との差が、２０℃以上であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性シート。
【請求項３】
前記第１樹脂の軟化温度と、前記第２樹脂の軟化温度との差が、４０℃以上であり、
前記第２樹脂は、平均粒子径が１０〜５００μｍであり、
前記第１樹脂の軟化温度と前記第２樹脂の軟化温度との間の温度において、保形されることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱伝導性シート。
【請求項４】
前記フィラーの含有量が、前記熱伝導性シートの総量１００質量部に対して、５０〜９５質量部であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱伝導性シート。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを用いて得られることを特徴とする、絶縁シート。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを用いて得られることを特徴とする、放熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性シート、絶縁シートおよび放熱部材、詳しくは、パワーエレクトロニクス技術などに用いられる熱伝導性シート、その熱伝導性シートを用いて得られる絶縁シートおよび放熱部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッドデバイス、高輝度ＬＥＤデバイス、電磁誘導加熱デバイスなどでは、半導体素子により電力を変換・制御するパワーエレクトロニクス技術が採用されている。パワーエレクトロニクス技術では、大電流を熱などに変換するため、半導体素子の近傍に配置される材料には、高い放熱性（高熱伝導性）および絶縁性が要求されている。
【０００３】
例えば、熱伝導性および絶縁性を備える無機充填剤、例えば、鱗片状の窒化ホウ素などを、樹脂中に分散させて得られる熱伝導性シートが知られている。
【０００４】
鱗片状の窒化ホウ素は、長手方向の熱伝導率が高く、また、短手方向の熱伝導率が低いため、例えば、窒化ホウ素の長手方向を、熱伝導性シートの厚み方向に沿わせれば、厚み方向の熱伝導性の向上を図ることができ、また、窒化ホウ素の長手方向を、熱伝導性シートの面方向に沿わせれば、面方向の熱伝導性の向上を図ることができる。
【０００５】
しかるに、プレス成形やロール成形により熱伝導性シートを製造すると、窒化ホウ素が熱伝導性シートの面方向に沿いやすく、そのため、得られる熱伝導性シートは、面方向の熱伝導性に優れるが、厚み方向の熱伝導性に劣るという不具合がある。
【０００６】
一方、熱伝導性シートとしては、その用途によって、面方向だけでなく、厚み方向の熱伝導性が要求される場合がある。
【０００７】
そこで、例えば、窒化ホウ素の１次粒子を凝集させて得られる、気孔率５０％以下、平均気孔径０．０５〜３μｍの２次凝集粒子を、熱硬化性樹脂中に分散させることにより得られる熱伝導性シートが、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
この熱伝導シートでは、窒化ホウ素は、２次凝集粒子として含有される、つまり、熱伝導性シートの厚み方向または面方向に配向されることなく含有されるので、厚み方向および面方向の熱伝導性を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１５７５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかるに、特許文献１に記載の熱伝導性シートを得るには、窒化ホウ素の２次凝集粒子を製造する必要があり、そのため、例えば、窒化ホウ素を高温で仮焼成および粉砕した後、スラリー化し、その後、焼成するなど、煩雑な処理を要するという不具合がある。
【００１１】
本発明の目的は、簡易な操作によって得ることができ、厚み方向および面方向の熱伝導性に優れる熱伝導性シート、そのような熱伝導性シートを用いて得られる絶縁シートおよび放熱部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の熱伝導性シートは、樹脂と、板状または鱗片状のフィラーとを含有する熱伝導性シートであって、前記熱伝導性シートの面方向に対して、前記フィラーの平均配向角が２９度以上であり、最大配向角が６５度以上であることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の熱伝導性シートでは、前記樹脂が、第１樹脂と第２樹脂とを含有し、前記第１樹脂の軟化温度と、前記第２樹脂の軟化温度との差が、２０℃以上であることが好適である。
【００１４】
また、本発明の熱伝導性シートでは、前記第１樹脂の軟化温度と、前記第２樹脂の軟化温度との差が、４０℃以上であり、前記第２樹脂は、平均粒子径が１０〜５００μｍであり、前記第１樹脂の軟化温度と前記第２樹脂の軟化温度との間の温度において、保形されることが好適である。
【００１５】
また、本発明の熱伝導性シートでは、前記フィラーの含有量が、前記熱伝導性シートの総量１００質量部に対して、５０〜９５質量部であることが好適である。
【００１６】
また、本発明の絶縁シートは、上記の熱伝導性シートを用いて得られることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の放熱部材は、上記の熱伝導性シートを用いて得られることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の熱伝導性シート、絶縁シートおよび放熱部材では、板状または鱗片状のフィラーが、平均配向角が２９度以上、最大配向角が６５度以上となるように含有されているため、熱伝導性シートの厚み方向および面方向の熱伝導性を確保することができる。
【００１９】
そのため、厚み方向および面方向の熱伝導性に優れる熱伝導性シート、絶縁シートおよび放熱部材として、種々の用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の熱伝導性シートの一実施形態の斜視図を示す。
【図２】実施例１の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を示す。
【図３】実施例１の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を示す。
【図４】実施例２の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を示す。
【図５】実施例２の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を示す。
【図６】実施例４の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を示す。
【図７】実施例４の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を示す。
【図８】比較例１の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を示す。
【図９】比較例１の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の熱伝導性シートは、樹脂と、フィラーとを含有している。
【００２２】
樹脂は、フィラーを分散できるもの、つまり、フィラーが分散される分散媒体（マトリックス）であって、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００２３】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂などが挙げられる。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体など）、アクリル樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチルなど）、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド（ナイロン（登録商標））、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルスルホン、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリアミノビスマレイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリメチルペンテン、フッ化樹脂、液晶ポリマー、オレフィン−ビニルアルコール共重合体、アイオノマー、ポリアリレート、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体などが挙げられる。
【００２５】
熱硬化性樹脂のうち、好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。
【００２６】
エポキシ樹脂は、常温において、液状、半固形状および固形状のいずれかの形態である。
【００２７】
具体的には、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂（例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、水添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ダイマー酸変性ビスフェノール型エポキシ樹脂など）、ノボラック型エポキシ樹脂（例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂など）、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂（例えば、ビスアリールフルオレン型エポキシ樹脂など）、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂（例えば、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂など）などの芳香族系エポキシ樹脂、例えば、トリエポキシプロピルイソシアヌレート（トリグリシジルイソシアヌレート）、ヒダントインエポキシ樹脂などの含窒素環エポキシ樹脂、例えば、脂肪族型エポキシ樹脂、例えば、脂環式エポキシ樹脂（例えば、ジシクロ環型エポキシ樹脂など）、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、例えば、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００２８】
これらエポキシ樹脂は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００２９】
また、エポキシ樹脂は、エポキシ当量が、例えば、１００〜１０００ｇ／ｅｑｉｖ．、好ましくは、１５０〜７００ｇ／ｅｑｉｖ．である。
【００３０】
また、エポキシ樹脂の８０℃における溶融粘度は、例えば、１０〜２００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは、５０〜１００００ｍＰａ・ｓでもある。
【００３１】
また、エポキシ樹脂には、例えば、硬化剤および硬化促進剤を含有させて、エポキシ樹脂組成物として調製することができる。
【００３２】
硬化剤は、加熱によりエポキシ樹脂を硬化させることができる潜在性硬化剤（エポキシ樹脂硬化剤）であって、例えば、イミダゾール化合物、アミン化合物、酸無水物化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾリン化合物などが挙げられる。また、上記の他に、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィド化合物なども挙げられる。
【００３３】
イミダゾール化合物としては、例えば、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。
【００３４】
アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン、例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
【００３５】
酸無水物化合物としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、４−メチル−ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ピロメリット酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ジクロロコハク酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、クロレンディック酸無水物などが挙げられる。
【００３６】
アミド化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、ポリアミドなどが挙げられる。
【００３７】
ヒドラジド化合物としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。
【００３８】
イミダゾリン化合物としては、例えば、メチルイミダゾリン、２−エチル−４−メチルイミダゾリン、エチルイミダゾリン、イソプロピルイミダゾリン、２，４−ジメチルイミダゾリン、フェニルイミダゾリン、ウンデシルイミダゾリン、ヘプタデシルイミダゾリン、２−フェニル−４−メチルイミダゾリンなどが挙げられる。
【００３９】
これら硬化剤は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００４０】
硬化剤として、好ましくは、イミダゾール化合物が挙げられる。
【００４１】
硬化促進剤としては、例えば、トリエチレンジアミン、トリ−２，４，６−ジメチルアミノメチルフェノールなどの３級アミン化合物、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエートなどのリン化合物、例えば、４級アンモニウム塩化合物、例えば、有機金属塩化合物、例えば、それらの誘導体などが挙げられる。これら硬化促進剤は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００４２】
エポキシ樹脂組成物における硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば、０．５〜５０質量部、好ましくは、１〜１０質量部であり、硬化促進剤の配合割合は、例えば、０．１〜１０質量部、好ましくは、０．２〜５質量部である。
【００４３】
上記した硬化剤および／または硬化促進剤は、必要により、溶媒により溶解および／または分散された溶媒溶液および／または溶媒分散液として調製して用いることができる。
【００４４】
溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどケトン類、例えば、酢酸エチルなどのエステル類、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などのアミド類などの有機溶媒などが挙げられる。また、溶媒として、例えば、水、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類などの水系溶媒も挙げられる。溶媒として、好ましくは、有機溶媒、さらに好ましくは、ケトン類、アミド類が挙げられる。
【００４５】
熱可塑性樹脂のうち、好ましくは、ポリオレフィンが挙げられる。
【００４６】
ポリオレフィンとして、好ましくは、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体が挙げられる。
【００４７】
ポリエチレンとしては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどが挙げられる。
【００４８】
エチレン−プロピレン共重合体としては、例えば、エチレンおよびプロピレンの、ランダム共重合体、ブロック共重合体またはグラフト共重合体などが挙げられる。
【００４９】
これらポリオレフィンは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００５０】
また、ポリオレフィンの重量平均分子量および／または数平均分子量は、例えば、１０００〜１００００である。
【００５１】
また、ポリオレフィンは、単独使用または複数併用することができる。
【００５２】
なお、樹脂には、例えば、ポリマー前駆体（例えば、オリゴマーを含む低分子量ポリマーなど）、および／または、モノマーが含まれている。
【００５３】
これら樹脂は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００５４】
樹脂は、好ましくは、上記した樹脂を、２種類以上併用する。
【００５５】
２種類以上の樹脂が併用される場合において、樹脂は、第１樹脂と第２樹脂とを含有する。
【００５６】
第１樹脂としては、上記した樹脂から選択して用いられる。第１樹脂として、好ましくは、熱硬化性樹脂、より好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。
【００５７】
これら第１樹脂は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００５８】
第１樹脂の軟化温度（環球法）は、例えば、４０〜１２０℃、好ましくは、４０〜１１０℃、より好ましくは、４０〜１００℃である。
【００５９】
また、第１樹脂の平均粒子径は、１次粒子径および２次粒子径（２次凝集体の粒子径）を含む粒子径の平均値として定義され、具体的には、例えば、１０〜１００００μｍ、好ましくは、１０〜８０００μｍ、より好ましくは、１０〜６０００μｍである。
【００６０】
なお、第１樹脂の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による画像解析などによって、求めることができる。
【００６１】
第２樹脂としては、第１樹脂の軟化温度（環球法）よりも、軟化温度（環球法）が高い樹脂が用いられる。
【００６２】
そのような第２樹脂は、上記した樹脂から選択して用いられる。第２樹脂として、好ましくは、第１樹脂の軟化温度（環球法）よりも、軟化温度（環球法）が高い熱硬化性樹脂、より好ましくは、第１樹脂の軟化温度（環球法）よりも、軟化温度（環球法）が高いエポキシ樹脂が挙げられる。
【００６３】
これら第２樹脂は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００６４】
第２樹脂の軟化温度（環球法（第２樹脂が２種類以上併用される場合には、それらの軟化温度の全温度））は、第１樹脂の軟化温度（環球法（第１樹脂が２種類以上併用される場合には、それらの軟化温度の全温度））よりも、例えば、２０℃高く、好ましくは、４０℃高く、第１樹脂の軟化温度と、第２樹脂の軟化温度との差は、具体的には、例えば、４０〜８０℃、好ましくは、４５〜８０℃、より好ましくは、５０〜８０℃である。
【００６５】
第１樹脂の軟化温度と、第２樹脂の軟化温度との差が上記範囲であれば、フィラーの配向を制御することができる。
【００６６】
このような第２樹脂の軟化温度（環球法）は、例えば、１００〜１８０℃、好ましくは、１１０〜１７０℃、より好ましくは、１１０〜１６０℃である。
【００６７】
また、第２樹脂の平均粒子径は、１次粒子径および２次粒子径（２次凝集体の粒子径）を含む粒子径の平均値として定義され、具体的には、例えば、１０〜８００μｍ、好ましくは、１０〜５００μｍ、より好ましくは、１０〜３００μｍである。
【００６８】
なお、第２樹脂の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による画像解析などによって、求めることができる。
【００６９】
第２樹脂の平均粒子径が上記範囲であれば、フィラーの配向を制御することができる。
【００７０】
また、樹脂のＪＩＳ  Ｋ  ７２３３（泡粘度計法）（１９８６）に準拠する動粘度試験（温度：２５℃±０．５℃、溶媒：ブチルカルビトール、樹脂（固形分）濃度：４０質量％）によって測定される動粘度は、例えば、０．２２×１０−４〜２．００×１０−４ｍ２／ｓ、好ましくは、０．３×１０−４〜１．９×１０−４ｍ２／ｓ、さらに好ましくは、０．４×１０−４〜１．８×１０−４ｍ２／ｓである。また、上記の動粘度を、例えば、０．２２×１０−４〜１．００×１０−４ｍ２／ｓ、好ましくは、０．３×１０−４〜０．９×１０−４ｍ２／ｓ、さらに好ましくは、０．４×１０−４〜０．８×１０−４ｍ２／ｓに設定することもできる。
【００７１】
なお、ＪＩＳ  Ｋ  ７２３３（泡粘度計法）（１９８６）に準拠する動粘度試験では、樹脂サンプルにおける泡の上昇速度と、標準サンプル（動粘度が既知）における泡の上昇速度とを比較し、上昇速度が一致する標準サンプルの動粘度が、樹脂の動粘度であると判定することにより、樹脂の動粘度を測定する。
【００７２】
フィラーとしては、例えば、無機粒子などが挙げられ、そのような無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物、酸化物、水酸化物、金属、炭素系材料などが挙げられる。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
酸化物としては、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素（シリカ）、酸化アルミニウム（アルミナ）（酸化アルミニウムの水和物（ベーマイトなど）を含む。）、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。また、酸化物として、チタン酸バリウムなどの遷移金属酸化物などや、さらには、金属イオンがドーピングされている、例えば、酸化インジウムスズ、酸化アンチモンスズなどが挙げられる。
【００７６】
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。
【００７７】
金属としては、例えば、銅、金、ニッケル、錫、鉄、または、それらの合金が挙げられる。
【００７８】
炭素系材料としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、ダイヤモンド、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、ナノホーン、カーボンマイクロコイル、ナノコイルなどが挙げられる。
【００７９】
また、無機粒子は、その流動性などの観点から、必要により、シランカップリング剤などによって、公知の方法により表面処理されていてもよい。
【００８０】
これらフィラーの形状は、その製造方法や結晶構造などにより、板状、鱗片状、球状、塊状などであるが、本発明において、熱伝導性シートは、少なくとも、板状または鱗片状のフィラーを含有している。
【００８１】
板状または鱗片状のフィラーとして、具体的には、窒化ホウ素（板状）、酸化アルミニウム１水和物（ベーマイト）（板状）などが挙げられる。
【００８２】
これらフィラーは、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００８３】
フィラーの光散乱法によって測定される平均粒子径（長手方向長さ）は、例えば、１０〜１０００μｍ、好ましくは、１０〜５００μｍ、より好ましくは、１０〜３００μｍである。
【００８４】
また、フィラーの短手方向長さは、例えば、０．１〜３００μｍ、好ましくは、０．１〜１００μｍである。また、アスペクト比（長手方向長さ／短手方向長さ）は、例えば、１／１００〜１／１０、好ましくは、１／１００〜１／２０である。
【００８５】
なお、光散乱法によって測定される平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置にて測定される体積平均粒子径である。
【００８６】
また、フィラーは、市販品またはそれを加工した加工品を用いることができる。
【００８７】
市販品としては、例えば、窒化ホウ素粒子の市販品などが挙げられ、窒化ホウ素粒子の市販品として、具体的には、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製の「ＰＴ」シリーズ（例えば、「ＰＴ−１１０」など）、昭和電工社製の「ショービーエヌＵＨＰ」シリーズ（例えば、「ショービーエヌＵＨＰ−１」など）などが挙げられる。
【００８８】
また、熱伝導性シートは、必要により、球状または塊状のフィラー、具体的には、例えば、酸化アルミニウム（球状）、水酸化アルミニウム（塊状）などを、適宜の割合で含むこともできる。
【００８９】
フィラーの含有割合（総量）は、熱伝導性シートの総量１００質量部に対して、例えば、１０〜９０質量部、好ましくは、５０〜９０質量部、より好ましくは、６０〜９０質量部である。
【００９０】
フィラーの含有割合が上記範囲であれば、優れた熱伝導性を確保することができる。
【００９１】
図１は、本発明の熱伝導性シートの一実施形態の斜視図を示す。
【００９２】
次に、本発明の熱伝導性シートの一実施形態を製造する方法について、図１を参照して説明する。
【００９３】
この方法では、まず、上記した各成分（フィラー２および樹脂３）を上記した配合割合で配合して、攪拌混合することにより、混合物を調製する。
【００９４】
攪拌混合では、各成分を効率よく混合すべく、例えば、溶媒を上記した各成分とともに配合するか、または、例えば、加熱により樹脂（好ましくは、熱可塑性樹脂）を溶融させることができる。
【００９５】
溶媒としては、上記と同様の有機溶媒が挙げられる。また、上記した硬化剤および／または硬化促進剤が溶媒溶液および／または溶媒分散液として調製されている場合には、攪拌混合において溶媒を追加することなく、溶媒溶液および／または溶媒分散液の溶媒をそのまま攪拌混合のための混合溶媒として供することができる。あるいは、攪拌混合において溶媒を混合溶媒としてさらに追加することもできる。
【００９６】
溶媒を用いて攪拌混合する場合には、攪拌混合の後、溶媒を除去する。
【００９７】
溶媒を除去するには、例えば、室温にて、１〜４８時間放置するか、例えば、４０〜１００℃で、０．５〜３時間加熱するか、または、例えば、０．００１〜５０ｋＰａの減圧雰囲気下で、２０〜６０℃で、０．５〜３時間加熱する。
【００９８】
加熱により樹脂（好ましくは、熱可塑性樹脂）を溶融させる場合には、加熱温度が、例えば、樹脂の軟化温度付近またはそれを超過する温度であって、具体的には、４０〜１５０℃、好ましくは、７０〜１５０℃である。
【００９９】
次いで、この方法では、得られた混合物を、熱プレスする。
【０１００】
具体的には、混合物を、例えば、必要により、２枚の離型フィルム（図示せず）を介して熱プレスすることにより、プレスシート（熱伝導性シート１）を得る。熱プレスの条件は、温度が、例えば、５０〜１５０℃、好ましくは、６０〜１５０℃であり、圧力が、例えば、１〜１００ＭＰａ、好ましくは、５〜５０ＭＰａであり、時間が、例えば、０．１〜１００分間、好ましくは、１〜１０分間である。
【０１０１】
さらに好ましくは、混合物を真空熱プレスする。真空熱プレスにおける真空度は、例えば、１〜１００Ｐａ、好ましくは、５〜５０Ｐａであり、温度、圧力および時間は、上記した熱プレスのそれらと同様である。
【０１０２】
このような熱プレスでは、詳しくは図示しないが、例えば、樹脂３が第１樹脂および第２樹脂を含む場合に、まず、熱プレスされた混合物を、第１樹脂の軟化温度まで昇温し、第１樹脂を軟化させる。このとき、第１樹脂の軟化温度よりも高い軟化温度を有する第２樹脂は軟化しないので、熱プレス状態において、混合物（熱伝導性シート）は保形される。そして、この熱プレスでは、その後、混合物（熱伝導性シート）を、第２樹脂の軟化温度まで昇温し、第２樹脂を軟化させる。このような熱プレスにより、板状または鱗片状のフィラー２の配向角α（後述）を、調整することができる。
【０１０３】
また、樹脂３が熱硬化性樹脂である場合に、熱伝導性シート１を熱硬化させることができる。熱伝導性シート１を硬化させるには、第２樹脂の軟化温度以上に加熱する。加熱するには、例えば、上記した熱プレスまたは乾燥機が用いられる。かかる熱硬化の条件は、温度が、例えば、６０〜２５０℃、好ましくは、８０〜２００℃であり、圧力が、例えば、１００ＭＰａ以下、好ましくは、５０ＭＰａ以下である。
【０１０４】
なお、この方法では、一度の熱プレスによって、第２樹脂の軟化温度まで昇温することができ、さらには、一度の熱プレスによって、熱伝導性シート１を硬化させることもできる。
【０１０５】
得られた熱伝導性シート１の厚みは、例えば、１ｍｍ以下、好ましくは、０．８ｍｍ以下、通常、例えば、０．０５ｍｍ以上、好ましくは、０．１ｍｍ以上である。
【０１０６】
そして、このようにして得られた熱伝導性シート１において、図１およびその部分拡大模式図に示すように、フィラー２（板状または燐片状のフィラー２）は、その長手方向ＬＤが、熱伝導性シート１の厚み方向ＴＤに交差（直交）する面方向ＳＤ対して、所定の角度（配向角α）を成すように、含有されている。
【０１０７】
フィラー２の長手方向ＬＤが熱伝導性シート１の面方向ＳＤに成す配向角αとしては、その算術平均（平均配向角α１）が、２９度以上、好ましくは、２９．５度以上、より好ましくは、３０度以上であり、通常、４５度未満である。
【０１０８】
また、フィラー２の長手方向ＬＤが熱伝導性シート１の面方向ＳＤに成す配向角αの最大値（最大配向角α２）は、６５度以上、好ましくは、７０度以上、より好ましくは、７５度以上であり、通常、９０度未満である。
【０１０９】
熱伝導性シート１の面方向ＳＤに対するフィラー２の平均配向角α１が上記範囲であり、かつ、最大配向角α２が上記範囲であれば、熱伝導性シートにおいて、厚み方向および面方向の両方向の熱伝導性を良好に確保することができる。
【０１１０】
なお、フィラー２の熱伝導性シート１に対する配向角αは、熱伝導性シート１を切り出し、Ｘ線ＣＴによって０〜１８０度において連続透過像を撮影し、全透過像を元に再構成して断層像を作成し、得られた画像を解析して３次元再構成像を作成し、得られた像をもとに計測する。
【０１１１】
そして、これにより得られる熱伝導性シート１の面方向ＳＤの熱伝導率は、３０〜６０Ｗ／ｍ・Ｋ、好ましくは、３５〜６０Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは、４０〜６０Ｗ／ｍ・Ｋ、である。
【０１１２】
なお、熱伝導性シート１の面方向ＳＤの熱伝導率は、パルス加熱法により測定する。パルス加熱法では、キセノンフラッシュアナライザー「ＬＦＡ−４４７型」（ＮＥＴＺＳＣＨ社製）が用いられる。
【０１１３】
また、熱伝導性シート１の厚み方向ＴＤの熱伝導率は、５〜１５Ｗ／ｍ・Ｋ、好ましくは、６〜１５Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは、７〜１５Ｗ／ｍ・Ｋ、である。
【０１１４】
なお、熱伝導性シート１の厚み方向ＴＤの熱伝導率は、パルス加熱法、レーザーフラッシュ法またはＴＷＡ法により測定する。パルス加熱法では、上記と同様のものが用いられ、レーザーフラッシュ法では、「ＴＣ−９０００」（アルバック理工社製）が用いられ、ＴＷＡ法では、「ａｉ−Ｐｈａｓｅ  ｍｏｂｉｌｅ」（アイフェイズ社製）が用いられる。
【０１１５】
そして、このような熱伝導性シート１では、板状または鱗片状のフィラー２が、平均配向角が２９度以上、最大配向角が６５度以上となるように含有されているため、熱伝導性シート１の厚み方向Ｔｄおよび面方向ＳＤの熱伝導性を確保することができる。
【０１１６】
そのため、熱伝導性シート１は、厚み方向および面方向の熱伝導性に優れ、例えば、ハイブリッドデバイス、高輝度ＬＥＤデバイス、電磁誘導加熱デバイスなど、半導体素子により電力を変換・制御するパワーエレクトロニクス技術などにおいて、大電流を熱などに変換するための放熱部材や、絶縁シートとして用いることができ、具体的には、例えば、発光ダイオード装置に用いられる半導体素子、撮像装置に用いられる撮像素子、液晶表示装置のバックライトなど、さらには、その他の種々のパワーモジュールの近傍に配置され、部材から熱を発散させるための放熱部材や、また、それら各部材間に配置され、各部材を電気的に絶縁させるための絶縁シートとして、好適に用いることができる。
【０１１７】
このような熱伝導性シート１は、具体的には、例えば、発光ダイオード装置のヒートスプレッダやヒートシンク、例えば、液晶表示装置や撮像装置の筐体に貼着される放熱シート、例えば、電子回路基板を封止するための封止材などとして、好適に用いられる。
【実施例】
【０１１８】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例に限定されない。
【０１１９】
実施例１
ＰＴ−１１０（商品名、板状の窒化ホウ素粒子、平均粒子径（光散乱法）３５〜６０μｍ、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）６．７１ｇを用意した。
【０１２０】
ＥＰＰＮ−５０１ＨＹ（商品名、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量１６３〜１７５ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）６１℃、新日鉄化学社製）１．２ｇと、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ（商品名、ビスフェノール型エポキシ樹脂、固形状、平均粒子径（ＳＥＭ画像の解析）約１００μｍ（粉砕後、ふるいにより分級）、エポキシ当量２５０ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）１２０℃、新日鉄化学社製）０．３ｇとを、溶媒（アセトン）２ｇに溶解させた。次いで、イミダゾール系硬化触媒（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成社製）０．０５を加えた後、上記のＰＴ−１１０を混合し、その後、６０℃で１時間乾燥して溶媒を除去した。次いで、得られた粉末を、１５０℃のプレス機において１０ＭＰａで１０分間加圧保持し、樹脂を硬化させ、熱伝導性シートを得た。
【０１２１】
なお、ＳＥＭ画像は、下記条件によって解析した（以下同様）。
【０１２２】
すなわち、ＳＥＭサンプルとしては、エポキシ樹脂で包埋後、断面研磨し、その表面をイオンミリングして面だししたものを使用した。
【０１２３】
得られたサンプルについて、１００か所任意に測定し、次いで、得られたＳＥＭ画像１００枚をＩｍａｇｅ  Ｐｒｏソフトにて連結させ、ＷｉｎＲｏｏｆソフトにて樹脂粒子を抽出して画像解析し、粒度分布を測定して平均粒子径を求めた。
【０１２４】
実施例２
ＥＰＰＮ−５０１ＨＹに代えて、ＪＥＲ１００１（商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量４５０〜５００ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）６４℃、三菱化学社製）１．２ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱伝導性シートを得た。
【０１２５】
実施例３
ＥＰＰＮ−５０１ＨＹに代えて、ＪＥＲ１００２（商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量６００〜７００ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）７４℃、三菱化学社製）１．２ｇを用い、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥに代えて、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ（商品名、ビスフェノール型エポキシ樹脂、結晶性エポキシ樹脂、固形状、平均粒子径（ＳＥＭ画像の解析）約１００μｍ（粉砕後、ふるいにより分級）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）１４０℃、新日鉄化学社製）０．５ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱伝導性シートを得た。
【０１２６】
実施例４
ＥＰＰＮ−５０１ＨＹ  １．２ｇに代えて、ＥＰＰＮ−５０１ＨＹ  ０．５ｇおよびＪＥＲ１００２  ０．５ｇを用い、また、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ  ０．３ｇに代えて、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ  ０．３ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱伝導性シートを得た。
【０１２７】
比較例１
ＥＰＰＮ−５０１ＨＹ  １．２ｇを、１．５ｇとし、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥを用いなかった以外は、実施例１と同様にして、熱伝導性シートを得た。
【０１２８】
比較例２
ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ  ０．３ｇに代えて、ＪＥＲ１０５５（商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ペレット状、平均サイズ約１ｃｍ、軟化温度（環球法）１４５℃、三菱化学社製）０．３ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱伝導性シートを得た。
【０１２９】
比較例３
ＥＰＰＮ−５０１ＨＹ  １．２ｇに代えて、ＪＥＲ１００１  １．２ｇを用い、また、ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ  ０．３ｇに代えて、ＪＥＲ１００３（商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形状、平均粒子径（ＳＥＭ画像の解析）約１００μｍ（粉砕後、ふるいにより分級）、エポキシ当量６６０〜７７０ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）８０℃、新日鉄化学社製）０．３ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱伝導性シートを得た。
【０１３０】
評価
（１）熱伝導率
各実施例および各比較例において得られた熱伝導性シートの、厚み方向ＴＤの熱伝導率、および、面方向ＳＤの熱伝導率を、キセノンフラッシュアナライザー「ＬＦＡ−４４７型」（ＮＥＴＺＳＣＨ社製）を用いるパルス加熱法により測定した。結果を表１に示す。
（２）配向角
各実施例および各比較例において得られた熱伝導性シートを、２ｍｍ幅に切り出し、試料台に固定し、Ｘ線ＣＴによって、連続透過像を０〜１８０度にわたって０．２度毎に撮影し、次いで、全透過像を元に再構成して断層像を作成し、得られた画像を解析することにより、３次元再構成像を作成して、配向角（平均配向角、最高配向角）を計測した。なお、解析ソフトとして、ＩｍａｇｅＪ．（開発元：アメリカ国立衛生研究所（ＮＩＨ））を用いた。結果を表１に示す。
【０１３１】
また、実施例１の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を図２に、Ｘ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を図３に示す。
【０１３２】
また、実施例２熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を図４に、Ｘ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を図５に示す。
【０１３３】
また、実施例４の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を図６に、Ｘ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を図７に示す。
【０１３４】
また、比較例１の熱伝導性シートのＸ線ＣＴ像を図８に、Ｘ線ＣＴ像を解析して得られた配向角の頻度分布図を図９に示す。
【０１３５】
【表１】
2012238819.tif 000003
また、表１に示す略号の詳細を、以下に示す。
ＥＰＰＮ−５０１ＨＹ：フェノールノボラック型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量１６３〜１７５ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）６１℃、新日鉄化学社製
ＪＥＲ１００１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量４５０〜５００ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）６４℃、三菱化学社製
ＪＥＲ１００２：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形状、エポキシ当量６００〜７００ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）７４℃、三菱化学社製
ＹＳＬＶ−１２０ＴＥ：ビスフェノール型エポキシ樹脂、固状、平均粒子径（ＳＥＭ画像解析）１００μｍ、エポキシ当量２５０ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）１２０℃、新日鉄化学社製
ＹＳＬＶ−８０ＸＹ：ビスフェノール型エポキシ樹脂、結晶性エポキシ樹脂、固形状平均粒子径（ＳＥＭ画像解析）約１００μｍ、、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）１４０℃、新日鉄化学社製
ＪＥＲ１０５５：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ペレット状、平均サイズ約１ｃｍ、軟化温度（環球法）１４５℃、三菱化学社製
ＪＥＲ１００３：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形状、平均粒子径（ＳＥＭ画像解析）１００μｍ、エポキシ当量６６０〜７７０ｇ／ｅｑｉｖ．、軟化温度（環球法）８０℃、新日鉄化学社製
【符号の説明】
【０１３６】
１      熱伝導性シート
２      フィラー
３      樹脂
ＴＤ    厚み方向
ＳＤ    面方向（直交方向）
ＬＤ    長手方向
【図１】
2012238819.tif 000004
【図２】
2012238819.tif 000005
【図３】
2012238819.tif 000006
【図４】
2012238819.tif 000007
【図５】
2012238819.tif 000008
【図６】
2012238819.tif 000009
【図７】
2012238819.tif 000010
【図８】
2012238819.tif 000011
【図９】
2012238819.tif 000012