(57)【要約】  本発明は、向上した熱伝導度を有するホットメルト接着剤、その使用に関する。本発明の接着剤組成物は、本明細書で定義した、少なくとも1つの（コ）ポリマー結合剤及び少なくとも1つのフィラーを含む。本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、印刷回路基板などの発熱デバイスを封止し、より良好な熱放散を可能とすることも目的としている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性ホットメルト接着剤組成物であって、
a）1.25〜7のアスペクト比を有するフレーク粒子と第1球形粒子との比率10：1の混合物、又は35〜55μmの平均粒径を有する第2球形粒子と2〜15μmの平均粒径を有する第3球形粒子との比率10：1の混合物を含有し、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、希土類金属の酸化物；アルカリ及びアルカリ土類金属の硫酸塩；チョーク；窒化ホウ素；ケイ酸アルカリ、シリカ、鉄、銅、アルミニウム、亜鉛、金、銀及びスズ、アルカリ及びアルカリ土類金属のハロゲン化物；アルカリ及びアルカリ土類金属のリン酸塩；及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの熱伝導性フィラー；並びに
b）ポリアミド、熱可塑性ポリアミド、コポリアミド、ブチルゴム、ポリブテン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、エチレンコポリマー、エチレンビニルコポリマー、スチレン−ブタジエン（SB）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン（SEBS）、スチレン−イソプレン（SI）、スチレン−イソプレン−スチレン（SIS）、スチレン−ブタジエン−スチレン（SBS）、スチレン−イソプレン−ブタジエン（SIB）、スチレン−イソプレン−ブタジエン−スチレン（SIBS）、ポリ乳酸（PLA）、シリコーン、エポキシ、ポリオール及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの（コ）ポリマーを含んでなる、熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項２】
前記フレーク粒子は、1.5〜5、好ましくは1.75〜4、最も好ましくは2〜3のアスペクト比を有する、請求項1に記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項３】
前記フレーク粒子は、30〜60μm、好ましくは35〜50μm、より好ましくは42〜47μm、最も好ましくは44〜46μmの平均粒径（d50）を有する、請求項1又は2に記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項４】
前記第1球形粒子は、3〜50μm、好ましくは4〜48μm、より好ましくは5〜45μmの平均粒径（d50）を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項５】
フレーク粒子と第1球形粒子との比率又は第2球形粒子と第3球形粒子との比率は、4.5：1〜6.5：1、好ましくは5：1〜6：1である、請求項1〜4のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項６】
前記第2球形粒子は、40〜50μm、好ましくは42〜48μmの平均粒径（d50）を有する、請求項1〜5のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項７】
前記第3球形粒子は、2〜10μm、好ましくは3〜8μm、より好ましくは4〜6μmの平均粒径（d50）を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項８】
前記少なくとも1つの熱伝導性フィラーは窒化ホウ素又は酸化アルミニウム、好ましくは前記少なくとも1つの熱伝導性フィラーは酸化アルミニウムである、請求項1〜7のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項９】
前記少なくとも1つの（コ）ポリマーは、ポリアミド、熱可塑性ポリアミド又はコポリアミド、好ましくはポリアミド又は熱可塑性ポリアミドである、請求項1〜8のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項１０】
前記組成物は、組成物の総重量の50〜80重量％、好ましくは60〜80重量％の熱伝導性フィラーを含んでなる、請求項1〜8のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項１１】
前記組成物は、組成物の総重量の20〜50重量％、好ましくは20〜40重量％の（コ）ポリマーを含んでなる、請求項1〜10のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項１２】
接着剤組成物の粘度は、500〜50,000mPas、好ましくは5,000〜25,000mPas、より好ましくは5,000〜15,000mPasである、請求項1〜11のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項１３】
接着剤組成物の熱伝導度は、少なくとも0.500W／（m*K）、好ましくは少なくとも0.700 W／（m*K）、より好ましくは少なくとも0.750 W／（m*K）、最も好ましくは少なくとも0.800W／（m*K）である、請求項1〜12のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物。
【請求項１４】
発熱デバイスを封止する方法であって、a）請求項1〜13のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物を前記発熱デバイスの表面に低圧成形により適用する工程；
b）冷却する工程；及び
c）型から取り除く工程
を含んでなる、方法。
【請求項１５】
請求項1〜13のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物の、パイプ、好ましくは冷却コイル；電子部品、好ましくは発光素子、コンピューター機器、携帯電話、タブレット、タッチスクリーン、自動車技術ハイファイシステム、及びオーディオシステム；太陽熱加熱の熱パイプと水タンクとの間の結合部；燃料電池及び風力タービン；コンピューターチップの製造；光デバイス；バッテリー；ハウジング；クーラー；熱交換デバイス；ワイヤー；ケーブル；電熱線；冷蔵庫；食器洗い機；空調機器；アキュムレータ；トランス；レーザー機器；機能性衣料品；車の座席；医療用機器；防火装置；電動機；飛行機；及び列車における使用；3D印刷材料のフィラメントとしての使用。
【請求項１６】
請求項1〜13のいずれかに記載の熱伝導性ホットメルト接着剤組成物の、発熱デバイスを封止するための注封用封止剤又は成形封止剤としての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された熱伝導度を有する熱伝導性ホットメルト接着剤、その使用及び前記熱伝導性ホットメルト接着剤組成物を用いて発熱デバイスを封止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱伝導性の接着剤は、部品を構造体に固定する必要があり、部品から熱を取り除く必要があるいくつかの用途で採用される。したがって、多くの用途は、熱交換体中の、主に、発熱デバイスを封止する封止体中の電子部品にある。
【０００３】
電子的用途と共に使用される材料は、主に、不十分な熱特性、高すぎる粘度又は不十分なフィラーの安定性が原因の難題に直面する。高すぎる粘度を有する材料は、電子部品の好ましい成形法である低圧成形に適さない。低圧成形は、電子部品に損傷をもたらすことが少ないという理由で好ましい。高い粘度の材料は、フィラーの沈降の問題があり得る。加えて、組成物の粘度が上昇すると、所定の温度での組成物の流動性が低下し、圧力がプロセスの進行を遅らせる。
【０００４】
熱発生デバイスを封止する現行プロセスでは、必要な熱伝導度を可能とする特定の比率のフィラーを含む液状熱硬化材料が広く使用されている。現行プロセスは、液状熱硬化材料及びフィラーを一緒に混合し、続けて、パッケージ中にポッティングすることを含む。ポッティング工程は、多くの場合、十分な脱ガスを確実に行いボイド形成を回避するために真空下で行われる。プロセスを完了するために、硬化スケジュールを実施し、液体を熱伝導性熱硬化物に硬化する必要がある。このような硬化スケジュールは、0．5時間〜5時間又はそれを超える時間の範囲の数時間になる可能性がある。
【０００５】
あるいは、ある部品材料では、上記プロセスから混合工程を省くための開発がなされている。しかし、このような材料は通常、低温貯蔵ならびに真空及び長期間の硬化プロセスを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
過去におけるこれらの課題に対応する試みは、熱伝導性接着剤組成物の樹脂及びフィラー材料を変更することであった。例えば、ポリアミド及びポリウレタンが種々の熱伝導性フィラー材料と組み合わせて使用されてきた。
【０００７】
しかし、当該技術分野では、優れた熱伝導度を示し、同時に、粘度、フィラー安定性及び機械的性質に対する悪影響が最小限になる接着剤ホットメルト組成物に対する必要性が依然として存在する。また一方で、その組成物は、電子部品を放熱層で封止するための、迅速で清潔な量産プロセスの可能性をもたらすことになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、熱伝導性ホットメルト接着剤組成物であって、
a）1.25〜7のアスペクト比を有するフレーク粒子と第1球形粒子との比率10：1の混合物、または35〜55μmの平均粒径を有する第2球形粒子と2〜15μmの平均粒径を有する第3球形粒子との比率10：1の混合物を含有し、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、希土類金属の酸化物；アルカリおよびアルカリ土類金属の硫酸塩；チョーク；窒化ホウ素；ケイ酸アルカリ、シリカ、鉄、銅、アルミニウム、亜鉛、金、銀およびスズ、アルカリおよびアルカリ土類金属のハロゲン化物；アルカリおよびアルカリ土類金属のリン酸塩；およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの熱伝導性フィラー；並びにb）ポリアミド、熱可塑性ポリアミド、コポリアミド、ブチルゴム、ポリブテン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、エチレンコポリマー、エチレンビニルコポリマー、スチレン−ブタジエン（SB）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン（SEBS）、スチレン−イソプレン（SI）、スチレン−イソプレン−スチレン（SIS）、スチレン−ブタジエン−スチレン（SBS）、スチレン−イソプレン−ブタジエン（SIB）、スチレン−イソプレン−ブタジエン−スチレン（SIBS）、ポリ乳酸（PLA）、シリコーン、エポキシ、ポリオールおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの（コ）ポリマーを含んでなる、熱伝導性ホットメルト接着剤組成物に関する。
【０００９】
本発明はまた、発熱デバイスを封止する方法であって、a）前記熱伝導性ホットメルト接着剤組成物を前記発熱デバイスの表面に低圧成形により適用する工程；b）冷却する工程；及びc）型から取り除く工程を含んでなる、方法に関する。
【００１０】
加えて、本発明は、本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物の、パイプ、好ましくは冷却コイル；電子部品、好ましくは発光素子、コンピューター機器、携帯電話、タブレット、タッチスクリーン、自動車技術ハイファイシステム、およびオーディオシステム；太陽熱加熱の熱パイプと水タンクとの間の結合部；燃料電池および風力タービン；コンピューターチップの製造；光デバイス；バッテリー；ハウジング；クーラー；熱交換デバイス；ワイヤー；ケーブル；電熱線；冷蔵庫；食器洗い機；空調機器；アキュムレータ；トランス；レーザー機器；機能性衣料品；車の座席；医療用機器；防火装置；電動機；飛行機；および列車における使用；3D印刷材料のフィラメントとしての使用に関する。
【００１１】
本発明は、本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物の、発熱デバイスを封止するための注封用封止剤または成形封止剤としての使用も包含する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の節で本発明をより詳細に説明する。このように記載されたそれぞれの態様を、別義が明確に指示されない限り、いずれか他の態様（単一又は複数）と組み合わせてもよい。特に、好ましい又は有利であるとして示された任意の特徴を、好ましい又は有利であるとして示されているいずれか他の特徴（単一又は複数）と組み合わせてもよい。
【００１３】
本発明の文脈において、使用される用語は、文脈から別義が示されない限り、以下の定義に従って解釈されるべきである。
【００１４】
本明細書で使用される場合、文脈から別義が明確に示されない限り、単数形「a」、「an」及び「the」は単数及び複数両方の言及を含む。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「含んでなる（comprising）」、「含んでなる（comprise）」及び「から構成される（comprised of）」という用語は、「含む（including）」、「含む（include）」又は「含有する（containing）」、「含有する（contain）」と同義であり、包括的又はオープンエンドであって、追加の、記載されていない部材、要素又は方法の工程を排除するものではない。
【００１６】
数値による終点の記載は、それぞれの範囲内に含まれる全ての数値及び分数値、ならびに記載終点を含む。
【００１７】
量、濃度又はその他の値又はパラメータが、範囲、好ましい範囲、又は好ましい上限値及び好ましい下限値の形で表される場合には、得られた範囲が文脈において明確に言及されているか否かにかかわらず、任意の上限値又は好ましい値と、任意の下限値又は好ましい値とを組み合わせることにより得られる任意の範囲が具体的に開示されているものと理解されるべきである。
【００１８】
本明細書に引用されている全ての参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００１９】
別段の定義がない限り、技術及び科学用語を含む、本開示で使用される全ての用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されている意味を有する。さらなる説明では、本発明の教示のよりよき理解のために、用語の定義が含まれる。
【００２０】
本明細書でポリマーの分子量に言及される場合、別義が明確に述べられていない限り、この言及は、数平均分子量Mnを意味する。ポリマーの数平均分子量Mnは、例えば、DIN 55672-1：2007-08に従って、THFを溶出剤として使用してゲル浸透クロマトグラフィーにより測定できる。特に別義が明記されない限り、全ての所与の分子量は、ポリスチレン標準により較正されたGPCにより測定されるものである。重量平均分子量Mwも、Mnに対する記載と同様にGPCにより測定される。
【００２１】
本明細書で用いられる「アスペクト比」は、それぞれのフィラーの粒子の50、好ましくは100の、下記の測定方法に従って測定された平均アスペクト比を意味する。
【００２２】
本発明は、異なる形状の熱伝導性フィラー材料の組み合わせ、より具体的には、第1球形フィラー材料とフレークフィラー材料との混合物又は第2球形フィラー材料と第3球形フィラー材料との混合物をホットメルト接着剤組成物中に取り込むことにより、一方で、熱伝導度の相乗的増加を得ることができ、同時にもう一方で、所望の粘度値を維持し、フィラー沈降もなく、接着及び機械的特性を保持できるという発明者の予期できなかった知見に基づいている。
【００２３】
本明細書で記載の接着剤組成物は、使用される特殊なフィラーの組み合わせに起因して、熱伝導性ホットメルト接着剤組成物として好適である。
【００２４】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤は、金属と非極性ポリマー又は金属と金属などの2つの基材を接着するのに十分高い接着強度を有する必要がある。接着剤は、機械抵抗を付与する必要もある。加えて、接着剤は、効率的な熱伝達を可能とするために所望の高熱伝導度を有する必要がある。さらに、本発明によるホットメルト接着剤組成物の粘度は、低圧成形に好適であるために所望のレベルでなければならない。
【００２５】
本発明によるホットメルト接着剤は、電子部品を放熱層で封止する迅速で、清潔な量産プロセスの可能性をもたらす。本発明によるホットメルト接着剤は、現行の熱伝導性熱硬化注封用材料に対する代替材料である。
【００２６】
したがって、本発明による接着剤ホットメルト組成物は、上記接着要件を満たす接着剤、及び同時に、向上した熱伝導度を与える材料を含む必要がある。
【００２７】
本発明は、熱伝導性ホットメルト接着剤組成物を提供し、該組成物は、a）1.25〜7のアスペクト比を有するフレーク粒子と第1球形粒子との比率10：1の混合物、または35〜55μmの平均粒径を有する第2球形粒子と2〜15μmの平均粒径を有する第3球形粒子との比率10：1の混合物を含有し、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、希土類金属の酸化物；アルカリおよびアルカリ土類金属の硫酸塩；チョーク；窒化ホウ素；ケイ酸アルカリ、シリカ、鉄、銅、アルミニウム、亜鉛、金、銀およびスズ、アルカリおよびアルカリ土類金属のハロゲン化物；アルカリおよびアルカリ土類金属のリン酸塩；およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの熱伝導性フィラー；並びにb）ポリアミド、熱可塑性ポリアミド、コポリアミド、ブチルゴム、ポリブテン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、エチレンコポリマー、エチレンビニルコポリマー、スチレン−ブタジエン（SB）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン（SEBS）、スチレン−イソプレン（SI）、スチレン−イソプレン−スチレン（SIS）、スチレン−ブタジエン−スチレン（SBS）、スチレン−イソプレン−ブタジエン（SIB）、スチレン−イソプレン−ブタジエン−スチレン（SIBS）、ポリ乳酸（PLA）、シリコーン、エポキシ、ポリオールおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの（コ）ポリマーを含んでなる。
【００２８】
本発明による組成物は、少なくとも1つの熱伝導性フィラーを含む。好適な熱伝導性フィラーは、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、希土類金属の酸化物；アルカリ及びアルカリ土類金属の硫酸塩；チョーク；窒化ホウ素；ケイ酸アルカリ、シリカ、鉄、銅、アルミニウム、亜鉛、金、銀及びスズ、アルカリ及びアルカリ土類金属のハロゲン化物；アルカリ及びアルカリ土類金属のリン酸塩；及びこれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、前記熱伝導性フィラーは、窒化ホウ素又は酸化アルミニウムであり、より好ましくは、前記熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムである。
【００２９】
本発明での使用に好適な熱伝導性フィラーは、フレーク粒子と第1球形粒子との混合物又は第2球形粒子と第3球形粒子との混合物を含む。フレーク粒子と第1球形粒子との混合物又は第2球形粒子と第3球形粒子との混合物が好ましい。理由は、この混合物が理想的な充填密度を与え、高熱伝導度を有する低粘度接着剤ホットメルト組成物をもたらすためである。低圧成形には、相対的に低粘度の接着剤ホットメルト組成物が好ましい。また、フレーク粒子と第1球形粒子の混合物は、接着剤ホットメルト組成物のコストも下げる。
【００３０】
本発明での使用に好適な熱伝導性フィラーは、フレーク粒子と第1球形粒子との比率10：1、好ましくは4.5：1〜6.5：1、及び好ましくは5：1〜6：1の混合物を含む。
【００３１】
あるいは、本発明での使用に好適な熱伝導性フィラーは、第2球形粒子と第3球形粒子との比率10：1、好ましくは4.5：1〜6.5：1、及び好ましくは5：1〜6：1の混合物を含む。
【００３２】
比率が高すぎる、例えば25：1又は1：25などの場合は、充填密度が必要な熱伝導度を得るのに不十分となり得る。このような高い比率はまた、組成物の粘度を高すぎる値に上昇させ得る。
【００３３】
本発明での使用に好適なフレーク粒子は、1.25〜7、好ましくは1.5〜5、より好ましくは1.75〜4、最も好ましくは2〜3のアスペクト比を有する。
【００３４】
アスペクト比が7を超えると、粒子を（コ）ポリマー中に均一に分散させるのがより困難になる。たとえこのような粒子が所望の熱伝導度を与えるとしても、バルク熱伝導率のために必要な閾値体積濃度で均一に分散した混合物を得ることが困難となり得る。
【００３５】
本明細書で使用される場合、「アスペクト比」は、3次元物体の異なる次元での寸法間の比率、より具体的には、最長側の、最短側に対する比率、例えば、高さの幅に対する比率に関する。したがって、ボール形状又は球形状粒子は、約1のアスペクト比であり、繊維、針又はフレークは、それらの長さ又は長さと幅に対して、比較対象となり得る小さい直径又は厚さを有するために、1を超えるアスペクト比を有する。アスペクト比は、走査型電子顕微鏡（SEM）測定により決定できる。ソフトウエアとして、Olympus Soft Imaging Solutions GmbHの「Analysis pro」を使用できる。拡大率は、250倍〜1000倍であり、アスペクト比は、少なくとも50個、好ましくは100個の画像中の粒子の幅と長さの測定により得られる平均値である。比較的大きく、フレーク状のフィラーの場合には、SEM測定値は、45°の試料の傾斜角度で得ることができる。
【００３６】
本発明での使用に好適なフレーク粒子は、30〜60μm、好ましくは35〜50μm、より好ましくは42〜47μm及び最も好ましくは44〜46μmの平均粒径（d50）を有する。例えば、粒径は、ISO 13320：2009に従って、レーザー回折法で測定される。
【００３７】
本発明での使用に好適な球形粒子は、1のアスペクト比を有する。アスペクト比は、上記の試験方法により測定される。
【００３８】
本発明での使用に好適な第1球形粒子は、3〜50μm、好ましくは4〜48μm、より好ましくは5〜45μmの平均粒径（d50）を有する。例えば、粒径は、ISO 13320：2009に従って、レーザー回折法で測定される。
【００３９】
本発明での使用に好適な第2球形粒子は、40〜50μm、好ましくは42〜48μmの平均粒径（d50）を有する。例えば、粒径は、ISO 13320：2009に従って、レーザー回折法で測定される。
【００４０】
本発明での使用に好適な第3球形粒子は、2〜10μm、好ましくは3〜8μm、より好ましくは4〜6μmの平均粒径（d50）を有する。例えば、粒径は、ISO 13320：2009に従って、レーザー回折法で測定される。
【００４１】
所与のフィラー体積比率に対し、粒径が小さすぎる場合、粒子の表面積が大きくなりすぎ、これにより、高すぎる粘度の組成物が得られることになる。一方、大きすぎる粒子は、低圧成形を不可能にする恐れがある。低圧成形に対しては、ノズルオリフィス（モールドへの開口部）は、特定の直径を有し、これは、組成物に使用できる最大粒径に影響を与える。
【００４２】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、組成物の総重量の50〜80重量％、好ましくは60〜80重量％の熱伝導性フィラーを含む。熱伝導性フィラーの量が80％を超える場合は、ホットメルト接着剤の粘度が成形には高すぎる値になる。他方、熱伝導性フィラーの量が50％未満である場合、接着剤組成物の熱伝導度が低すぎる。
【００４３】
好ましい一実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、フレーク酸化アルミニウム粒子と第1球形酸化アルミニウム粒子との比率10：1の混合物である。この実施形態では、フレーク形状フィラー粒子は、1.25〜7のアスペクト比及び30〜60μmの平均粒径（d50）を有し、一方、球形フィラー粒子は、1のアスペクト比及び3〜50μmの平均粒径（d50）を有する。
【００４４】
好ましい一実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、フレーク酸化アルミニウム粒子と第1球形酸化アルミニウム粒子との比率10：1の混合物である。この実施形態では、フレーク形状フィラー粒子は、1.5〜5のアスペクト比及び30〜60μmの平均粒径（d50）を有し、一方、球形フィラー粒子は、1のアスペクト比及び3〜50μmの平均粒径（d50）を有する。
【００４５】
別の好ましい実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、フレーク酸化アルミニウム粒子と第1球形酸化アルミニウム粒子との比率4.5：1〜6.5：1の混合物である。この実施形態では、フレーク形状フィラー粒子は、1.75〜4のアスペクト比及び35〜50μmの平均粒径（d50）を有し、一方、球形フィラー粒子は、1のアスペクト比及び4〜48μmの平均粒径（d50）を有する。
【００４６】
さらに別の好ましい実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、フレーク酸化アルミニウム粒子と第1球形酸化アルミニウム粒子との比率5：1〜6：1の混合物である。この実施形態では、フレーク形状フィラー粒子は、2〜3のアスペクト比及び42〜47μmの平均粒径（d50）を有し、一方、球形フィラー粒子は、1のアスペクト比及び5〜45μmの平均粒径（d50）を有する。
【００４７】
さらに別の好ましい実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、フレーク酸化アルミニウム粒子と第1球形酸化アルミニウム粒子との比率5：1〜6：1の混合物である。この実施形態では、フレーク形状フィラー粒子は、2〜3のアスペクト比及び44〜46μmの平均粒径（d50）を有し、一方、球形フィラー粒子は、1のアスペクト比及び5〜45μmの平均粒径（d50）を有する。
【００４８】
好ましい一実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、第2球形酸化アルミニウム粒子と第3球形酸化アルミニウム粒子との比率10：1の混合物である。この実施形態では、第2球形フィラーは、35〜55μmの平均粒径（d50）を有し、一方、第3球形フィラー粒子は、2〜15μmの平均粒径（d50）を有する。
【００４９】
別の好ましい実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、第2球形酸化アルミニウム粒子と第3球形酸化アルミニウム粒子との比率4.5：1〜6.5：1の混合物である。この実施形態では、第2球形フィラー粒子は、40〜50μmの平均粒径（d50）を有し、一方、第3球形フィラー粒子は、2〜10μmの平均粒径（d50）を有する。
【００５０】
さらに別の好ましい実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、第2球形酸化アルミニウム粒子と第3球形酸化アルミニウム粒子との比率5：1〜6：1の混合物である。この実施形態では、第2球形フィラー粒子は、42〜48μmの平均粒径（d50）を有し、一方、第3球形フィラーは、3〜8μmの平均粒径（d50）を有する。
【００５１】
さらに別の好ましい実施形態では、熱伝導性フィラーは、酸化アルミニウムであり、第2球形酸化アルミニウム粒子と第3球形酸化アルミニウム粒子との比率5：1〜6：1の混合物である。この実施形態では、第2球形フィラー粒子は、42〜48μmの平均粒径（d50）を有し、一方、第3球形フィラーは、4〜6μmの平均粒径（d50）を有する。
【００５２】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、結合剤として（コ）ポリマーを含む。用語の（コ）ポリマーは、ホモポリマー、コポリマー、ブロックコポリマー及びターポリマーを含む。
【００５３】
本発明での使用に特に好ましいのは、エラストマー（コ）ポリマー、より好ましくは、エラストマー熱可塑性（コ）ポリマーである。本発明による組成物の結合剤マトリックスの成分として好適である（コ）ポリマーの例としては、ポリアミド、好ましくは熱可塑性ポリアミド、ポリオレフィン、好ましくはアルファオレフィン、より好ましくはブチルゴム又はポリブテン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、好ましくは熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、エチレンコポリマー、エチレンビニルコポリマー、スチレンブロックコポリマー、好ましくはスチレン−ブタジエン（SB）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン（SEBS）、スチレン−イソプレン（SI）、スチレン−イソプレン−スチレン（SIS）、スチレン−ブタジエン−スチレン（SBS）、スチレン−イソプレン−ブタジエン（SIB）、又はスチレン−イソプレン−ブタジエン−スチレン（SIBS）、ポリ乳酸（PLA）、コポリアミド、シリコーン、エポキシ、ポリオール又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５４】
好ましくは、（コ）ポリマーは、ポリアミド、熱可塑性ポリアミド又はコポリアミド、好ましくは、ポリアミド又は熱可塑性ポリアミドからなる群から選択される。これらの（コ）ポリマーが好ましい。理由は、これらは、例えば、アミン（アミン／エポキシ熱硬化物）又はイソシアネート（ポリウレタン熱硬化物）を含む典型的な注封用溶液に比べて非毒性で、使用するのにより安全であるためである。
【００５５】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、可塑剤、染料、ワックス、酸化防止剤、界面活性剤、安定剤、レオロジー調整剤、架橋剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1又は複数の追加の添加物をさらに含み得る。
【００５６】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、ワックスをさらに含み得る。使用できるワックスの例としては、限定されないが、GPCにより測定した分子量MN範囲約4000〜80000で、エチレン及び／又はプロピレンをベースにし、アクリル酸、メタクリル酸、（メタ）アクリル酸のC1-4アルキルエステル、イタコン酸、フマル酸、酢酸ビニル、一酸化炭素、及び特に、マレイン酸ならびにこれらの混合物を含む官能化ポリオレフィンから選択される極性ワックスが挙げられる。好ましいものは、それぞれ2〜50mg KOH／gの鹸化価及び酸価を有する極性モノマーでクラフト化又はそれと共重合されたエチレン、ポリプロピレン又はエチレン−プロピレン（コ）ポリマーである。鹸化価及び酸価は、滴定により測定できる。
【００５７】
本発明による組成物のレオロジー及び／又は接着部の機械的特性は、所謂エキステンダー油、すなわち、脂肪族、芳香族又はナフテン系油、低分子量ポリブテン又はポリイソブチレン、の添加により調節できる。追加で、25℃で液体のポリアルファオレフィンを採用することができ、これは、例えば、商品名Synfluid PAOで市販品として入手できる。また、フタル酸のジアルキル又はアルキルアリールエステル又は脂肪族ジカルボン酸のジアルキルエステルなどの従来の可塑剤も使用でき、必要に応じ、前述のエキステンダー油と混合して使用できる。
【００５８】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、組成物の総重量の0〜10重量％の可塑剤又はエキステンダー油を含み得る。
【００５９】
本発明による組成物で使用できる好適な安定剤には、限定されないが、2−（ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、アルキル−2−シアノ−3−フェニルシンナメート、フェニルサリチレート又は1,3,5−トリス（2'−ヒドロキシフェニル）トリアジンが挙げられる。好適な酸化防止剤としては、限定されないが、商標名Irganox（登録商標）（BASF, SE）で市販品として入手可能なものが挙げられる。さらに好適なのは、ジステアリルペンタエリトリトジホスフェート化合物、3,5−ビス（1,1−ジメチルエチル）−4−ヒドロキシベンジルプロパン酸のオクタデシルエステル（Irganox（登録商標）1076）、2,4−ビス（n−オクチルチオ）−6−（4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ）−1,3,5−トリアジン（Irganox（登録商標）565）、2−tert−ブチル−6−（3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル）−4−メチルフェニルアクリレート、トリス（ノニルフェニル）ホスフィット（TNPP）、トリス（モノノニルフェニル）ホスフィット、及びトリス（ジノニルフェニル）ホスフィットなどのホスフィット酸化防止剤、ビス（2,4−ジ−tert−ブチルフェニル）ペンタエリトリットジホスフェート、トリス（2,4−ジ−tert−ブチルフェニル）ホスフィット及び上述の化合物の組み合わせ又は2種又はそれを超える上述の化合物である。
【００６０】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、組成物の総重量の0〜5重量％の安定剤を含み得る。
【００６１】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも0.500W／（m*K）、好ましくは少なくとも0.700 W／（m*K）、より好ましくは少なくとも0.750 W／（m*K）、最も好ましくは少なくとも0.800 W／（m*K）の熱伝導度を有する。熱伝導度は、Holometricのレーザフラッシュを使って、ASTM1461に従って測定できる。
【００６２】
種々の実施形態では、高熱伝導度を有するが、接着剤組成物は基材上に単純に適用可能な粘度をまだ保持している。本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤の粘度は、溶融状態での平均粘度である。さらに具体的には、好ましい実施形態では、接着剤組成物の粘度は、500〜50,000mPas、好ましくは5,000〜25,000mPas、より好ましくは5,000〜15,000mPasである。粘度は、温度が175℃ではなく、210℃又は240℃であることを除いて、ASTM D 3236に従って測定できる。
【００６３】
低粘度は、低圧成形を可能とし、これは、成形が、2〜30barで実施できることを意味する。これは、スチールモールドに代えてアルミニウムモールドの使用に繋がり、プロセスコストを低減させる。加えて、低圧は、製造時のより速いサイクル時間を可能とする（10〜50秒）。低圧はまた、プロセスの生産性を向上させる。理由は、低圧は、液体の熱硬化性注封用溶液に比べて、より高い生産量を可能とする（プロセス工程が減る）ためである。低圧はまた、電子部品に対する損傷を少なくする。
【００６４】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、従来の手段で製造できる。好ましい方法には、ミキサー、例えば、プラネタリーミキサー、プラネタリー溶解機、ニーダー、密閉式ミキサー及び押出機による製造を含む。
【００６５】
概して、本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、最初に、（コ）ポリマーと必要に応じ添加物（単一又は複数）を溶融した後、均一混合物が得られるまで混合することにより製造できる。その後、フィラー粒子を混合物中に任意の順に加える。次に、最終組成物は十分に混合され、室温まで冷却される。
【００６６】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、印刷回路基板などの発熱デバイスを封止し、より良好な熱放散を可能とすることを目的としている。封止は、低圧成形により形成できる。
【００６７】
したがって、本発明は、発熱デバイスの封止方法に関し、該方法は、
a）射出成形を使って、低圧成形により、熱伝導性ホットメルト接着剤組成物を前記発熱デバイスの表面に適用する工程；
b）冷却する工程；及び
c）型から取り除く工程を含む。
【００６８】
好ましくは、液化熱伝導性ホットメルト接着剤組成物が210℃の温度及び低圧下で射出される。
【００６９】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、典型的な注封プロセスに代えて、低圧射出成形を使って適用される。2〜30barの低圧を使用できる。本発明によるホットメルト接着剤はまた、長い硬化サイクルではなく、10〜50秒の速い硬化サイクル時間を可能とする。さらに、本発明によるホットメルト接着剤は、2種の成分を混合物する必要のない、又は真空下で処理を行う必要のない、清潔で単純なプロセスを提供する。最終的に、本発明によるプロセスは、熱硬化工程が除かれているので、必要とするエネルギーが少ない。
【００７０】
本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物はまた、電子デバイスの部品と、例えば、回路基板、電子部品、センサー及び制御システムの接着にも使用できる。
【００７１】
本発明は、2つの基材を接着する方法おび2つの基材を接着することによる製品の製造方法も包含する。これらの方法では、本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、基材表面上に溶融状態で、例えば、ロールコーティング又はビード塗布により適用される。その後、接着剤を有する基材表面は、接着されるもう一方の基材上に押しつけられる。基材には金属板を含めてもよい。
【００７２】
したがって、本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、プラスチック又は金属基材に金属メッキを接着するのに使用し得る。これらの用途では、接着剤の熱伝導度は、特に重要である。
【００７３】
したがって、本発明は、少なくとも2つの接着基材を含む物品の製造方法に関し、該方法は、
a）本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物を接着される第1基材の表面に適用する工程；及び
b）熱伝導性ホットメルト接着剤組成物を含む接着される第1基材の表面を接着される第2基材と接触させる工程を含む。
【００７４】
接着される基材の数に応じて、工程（a）及び（b）は第3又はさらなる基材を既に接着された基材に接着するように反復し得る。したがって、方法は、必要に応じ、結合される第3又はさらなる基材で、工程（a）及び（b）を反復する、さらなる工程（c）を含む。
【００７５】
本発明にさらに包含されるのは、本明細書で記載の方法に従って得ることができ、本明細書で記載の接着剤を含む製品である。
【００７６】
本明細書で記載の接着剤組成物は、電子デバイスの製造の種々の分野で使用できる。より具体的には、本明細書で記載の接着剤組成物は、パイプ、好ましくは冷却コイル；好ましくは発光素子、コンピューター機器、携帯電話、タブレット、タッチスクリーン、及びオーディオシステムの電子部品：自動車技術；太陽熱加熱の熱パイプと水タンクとの間の結合部；燃料電池および風力タービン；コンピューターチップの製造；光デバイス；バッテリー；ハウジング；クーラー；熱交換デバイス；電熱線などのワイヤー；ケーブル；冷蔵庫；食器洗い機；空調機器；アキュムレータ；トランス；レーザー機器；機能性衣料品；車の座席；医療用機器；防火装置；電動機；飛行機；および列車の製造及び接着において；並びに3D印刷材料のフィラメントとして使用できる。
【００７７】
極めて好ましい実施形態では、本発明による熱伝導性ホットメルト接着剤組成物は、印刷回路基板などの発熱デバイスを封止して改善された熱放散を得るための注封用封止剤又は成形封止剤として使用できる。
【００７８】
本発明は、次の実施例によりさらに説明される。しかし、これらの実施例は、例示の目的のみのためのものであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００７９】
実施例E1〜E3及び比較例V1〜V4。
表1に示す組成を有する異なる接着剤組成物を調製した。
組成物を得るために、最初に、（コ）ポリマー及び必要に応じ添加物（単一又は複数）を（コ）ポリマーが溶融するまで加熱した後、均一相が得られるまで混合した。この相に対し、フィラーが任意の順序で続けて加えられる。次に、最終組成物は十分に混合され、室温まで冷却される。
【００８０】
【表１】
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ポリアミド1は、Henkel製のTechnomelt OM673である；
球形アルミナ1は、Denka製のDAW／DAM-12である；
球形アルミナ2は、Denka製のDAW／DAM-05である；
球形アルミナ3は、Denka製のDAW／DAM-50である；
球形アルミナ4は、Denka製のDAW／DAM-45である；
板状アルミナは、Almatis製の板状アルミナT60／T64である。
その後、接着剤配合物の熱伝導度及び粘度の試験を実施した。測定は、上記の試験法により行った。粘度は210℃で測定した。結果を表2に示す。
【００８１】
【表２】
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【００８２】
実施例及び比較例から、本発明による組成物により大きく改善された熱伝導度が得られることがわかる。
【国際調査報告】
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