JP5713000B2 - 熱伝導性感圧接着剤組成物、熱伝導性感圧接着性シート、及び電子部品 - Google Patents
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Description
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)は、少なくとも一種の重合体(S)と、膨張化黒鉛粉(B)と、リン酸エステル(C)と、BET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)と、膨張化黒鉛粉(B)及びBET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)を除く難燃性熱伝導無機化合物(D)(以下、単に「難燃性熱伝導無機化合物(D)」と表記することがある。)と、を所定量含有している。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)に含まれる、又は形成する主な物質について以下に説明する。
重合体(S)を構成するものとしては、特に限定されない。また、本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)をシート状に成形して熱伝導性感圧接着性シート(G)として用いるためには、重合体(S)が接着性及び/又は粘着性を備えることが好ましい。重合体(S)が、接着性及び/又は粘着性を備えるためには、重合体(S)は、接着性及び/又は粘着性を有するものの中から選ぶことが好ましい。しかしながら、接着性及び/又は粘着性を有しない重合体(S)に、粘接着性付与剤を組み合わせて用いることもできる。
重合体(S)を構成するものとしては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)が好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、他の(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)の存在下に(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)を重合することにより得られるものが特に好ましい。
また、本発明に係る混合物(M)は、前述又は後述する、(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計100質量部と、膨張化黒鉛粉(B)1.8質量部以上18質量部以下と、リン酸エステル(C)20質量部以上130質量部以下と、アルミナ(E)100質量部以上1000質量部以下と、膨張化黒鉛粉(B)及びアルミナ(E)を除く難燃性熱伝導無機化合物(D)160質量部以上600質量部以下と、の混合物である。
熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は熱伝導性感圧接着性シート(G)を製造する際に、混合物(M)をシート状に成形しながら、又はシート状に成形した後、混合物(M)中の(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、重合して(メタ)アクリル酸エステル重合体に変換し、(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)の成分と混合及び/又は一部結合して、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)となる。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)とは、熱伝導性感圧接着性シート(G)中の(メタ)アクリル酸エステル重合体成分全てに相当し、熱伝導性感圧接着性シート(G)中の(メタ)アクリル酸エステル重合体成分全てを包括的に表す概念である。
以下、(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)について詳細に説明する。
上記したように、重合体(S)を構成するものとしては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)が好ましく、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)の存在下に(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)を重合することにより得られるものが特に好ましい。
熱伝導性感圧接着剤組成物(F)および熱伝導性感圧接着性シート(G)に熱伝導性を付与するためには、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)に後述する膨張化黒鉛粉(B)を含有させることが考えられる。しかしながら、膨張化黒鉛粉(B)の含有量を増やすと、熱伝導性感圧接着性シート(G)の絶縁破壊強さが著しく低下する。本発明者らは、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)にBET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)と後述する難燃性熱伝導無機化合物(D)とを含有させることによって、熱伝導性感圧接着性シート(G)に熱伝導性を付与させるために含有させる膨張化黒鉛粉(B)の量を少なくしても、熱伝導性感圧接着性シート(G)に熱伝導性を付与することができることを見出した。また、熱伝導性感圧接着性シート(G)の難燃性を向上させるために難燃性熱伝導無機化合物(D)の含有量を増やすと、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)や混合物(M)の粘度が増し、熱伝導性感圧接着性シート(G)の成形性が悪くなる虞がある。かかる問題の解決策として、アルミナ(E)と難燃性熱伝導無機化合物(D)とを併用することによって、難燃性熱伝導無機化合物(D)の含有量を少なくしても熱伝導性感圧接着性シート(G)に難燃性を備えさせることができることも見出した。
まず、窒素およびヘリウムの混合ガスをBET比表面積測定装置内に導入し、試料(BET比表面積の測定対象物)を入れた試料セルを液体窒素に浸して、窒素ガスを試料表面に吸着させる。吸着平衡に達した後、試料セルを水浴に入れ常温まで温め、試料に付着していた窒素を脱着させる。窒素ガスの吸着、脱着時に試料セルを通過する前後のガスの混合比は変化するので、この変化を窒素およびヘリウムの混合比が一定のガスを対照として熱伝導度検出器(TCD)で検知し、窒素ガスの吸着量および脱着量を求める。測定前に単位量の窒素ガスを装置内に導入してキャリブレーションを行い、TCDで検出した値に対応する表面績の値を求めておくことにより、その試料の表面積を求める。また、表面積をその試料の質量で除すことにより、BET比表面積を求めることができる。
試料(粒径の測定対象物)が分散している溶液に光を照射すると、光は試料により散乱される。この散乱光の強度及び角度は、懸濁粒子の大きさに大きく依存されるため、散乱光の強度分布を検出することにより、粒度分布が求められる。この粒度分布曲線におけるピークに対応する粒径を当該試料のピーク粒径とする。
また、粒度分布に複数のピークを有しているアルミナ(E)を用いる場合、特に好ましくは、粒度分布に2つのピークを有しているアルミナ(E)を用いるのが望ましい。
柔軟性や成形性を重視する観点からは、下限は150質量部であることが好ましく、200質量部であることがより好ましい。同様に、柔軟性や成形性を重視する観点からは、上限は600質量部であることが好ましく、500質量部であることがより好ましい。アルミナ(E)の含有量が上記の好ましい範囲内にあることにより、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)や混合物(M)の粘度の増加を抑えることができ、熱伝導性感圧接着性シート(G)の成形性が良好となる。
一方、熱伝導性感圧接着性シート(G)の厚みが薄い場合(具体的には1.5mm以下の場合)に、成形性および難燃性のバランスを重視する観点からは、下限は110質量部であることが好ましく、120質量部であることがより好ましい。上限は500質量部であることが好ましく、300質量部であることがより好ましい。
また、熱伝導性、難燃性、および絶縁性の高いレベルでのバランスを重視する観点からは、下限は500質量部であることが好ましく、600質量部であることがより好ましく、800質量部であることがさらに好ましい。また、熱伝導性、難燃性、および絶縁性の高いレベルでのバランスを重視する観点からは、上限は1000質量部であることが好ましい。アルミナ(E)の含有量が上記の範囲内にあると、熱伝導性感圧接着性シート(G)の熱伝導性、難燃性、および絶縁性が共に良好となる。アルミナ(E)の含有量が100質量部より少ないと、熱伝導性感圧接着性シート(G)の熱伝導性および難燃性を向上させる効果が不十分になる傾向にある。一方、アルミナ(E)の含有量が1000質量部より多いと、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)や混合物(M)の粘度が増加しすぎて、熱伝導性感圧接着性シート(G)の成形性が悪くなる虞がある。
本発明に用いることができる膨張化黒鉛粉(B)の例としては、酸処理した黒鉛を500℃以上1200℃以下にて熱処理して100ml/g以上300ml/g以下に膨張させ、次いで、粉砕することを含む工程を経て得られたものを挙げることができる。より好ましくは、黒鉛を強酸で処理した後アルカリ中で焼結し、その後再度強酸で処理したものを500℃以上1200℃以下にて熱処理して、酸を除去すると共に100ml/g以上300ml/g以下に膨張させ、次いで、粉砕することを含む工程を経て得られたものを挙げることができる。上記熱処理の温度は、特に好ましくは800℃以上1000℃以下である。
熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)にリン酸エステル(C)を所定量含有させることによって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)および熱伝導性感圧接着性シート(G)の難燃性を向上させることができる。本発明に用いることができるリン酸エステル(C)は、25℃における粘度が3000mPa・s以上のものである。リン酸エステル(C)の粘度が低すぎる場合は、熱伝導性感圧接着性シート(G)の成形性が悪くなる。なお、本発明においてリン酸エステルの「粘度」とは、以下に説明する方法によって測定した粘度を意味する。
リン酸エステルの粘度測定には、B型粘度計(東京計器株式会社製)を用いて、以下に示す手順で行う。
(1)常温の環境でリン酸エステルを300ml計量し、500mlの容器に入れる。
(2)攪拌用ロータNo.1、2、3、4、5、6、7から、いずれかを選択し、粘度計に取り付ける。
(3)リン酸エステルが入った容器を粘度計の上に置き、ロータを該容器内の縮合リン酸エステルに沈める。このとき、ロータの目印となる凹みが丁度、リン酸エステルの液状界面にくるように沈める。
(4)回転数を20、10、4、2の中から選択する。
(5)攪拌スイッチを入れ、1分後の数値を読み取る。
(6)読み取った数値に、係数Aを掛け算した値が粘度[mPa・s]となる。
なお、係数Aは、下記表1に示すように、選択したロータNo.と回転数とから決まる。
本発明に用いることができる、膨張化黒鉛粉(B)及びBET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)を除く難燃性熱伝導無機化合物(D)は、本発明においては、膨張化黒鉛粉(B)及びBET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)を除くものであって、熱伝導性を有し、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)および熱伝導性感圧接着性シート(G)の難燃性を向上させることができる無機化合物であれば特に限定されない。本発明に用いることができる難燃性熱伝導無機化合物(D)の具体例としては、水酸化アルミニウム、水酸化ガリウム、水酸化インジウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、2水和石膏、ホウ酸亜鉛、カオリンクレー、アルミン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸アルミニウム、ドーソナイトなどが挙げられる。難燃性熱伝導無機化合物(D)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
上述した、周期律表第2族又は第13族の金属の水酸化物の中でも、特に水酸化アルミニウムが好ましい。水酸化アルミニウムを用いることにより、熱伝導性感圧接着性シート(G)に優れた難燃性を付与することができる。
一方、熱伝導性感圧接着性シート(G)の厚みが薄い場合(具体的には1.5mm以下の場合)に、成形性および難燃性のバランスを重視する観点からは、上限は550質量部であることが好ましく、500質量部であることがより好ましい。下限は200質量部であることが好ましく、300質量部であることがより好ましい。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)には、任意成分として発泡剤(H)を所定量含有させることができる。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)に発泡剤(H)を含有させることによって、該熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)から得られる熱伝導性感圧接着性シート(G)の難燃性をさらに向上させることができる。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)には、任意成分として、ガラス繊維(I)を所定量含有させることができる。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)にガラス繊維(I)を含有させることによって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)および熱伝導性感圧接着性シート(G)の絶縁性を向上させることができる。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)には、膨張化黒鉛粉(B)、BET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)および難燃性熱伝導無機化合物(D)以外に、任意成分として他の熱伝導性無機化合物を含有させることができる。以下にその熱伝導性無機化合物について例示する。
PITCH系炭素繊維(J)とは、ピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)を原料とする炭素繊維であり、熱伝導率が高いという特長を有する。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)にPITCH系炭素繊維(J)が含有される場合、その含有量は、重合体(S)を100質量部として、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下であることが望ましい。また、PITCH系炭素繊維(J)が混合物(M)に含有される場合には、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)および前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計100質量部に対し、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下であることが望ましい。PITCH系炭素繊維(J)の含有量が20質量部を超えると、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)から得られる熱伝導性感圧接着性シート(G)の絶縁破壊強さが劣る傾向にある。
BET比表面積が1m2/g未満であるアルミナ(K)は、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)および熱伝導性感圧接着性シート(G)の熱伝導率を向上させることができる。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)にBET比表面積が1m2/g未満であるアルミナ(K)が含有される場合、その含有量は、重合体(S)を100質量部として、好ましくは500質量部以下、より好ましくは400質量部以下、さらに好ましくは350質量部以下であることが望ましい。また、アルミナ(K)が混合物(M)に含有される場合には、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)および前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計100質量部に対し、好ましくは500質量部以下、より好ましくは400質量部以下、さらに好ましくは350質量部以下であることが望ましい。BET比表面積が1m2/g未満であるアルミナ(K)の含有量が500質量部を超えると、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)および熱伝導性感圧接着性シート(G)の難燃性が劣る傾向にある。
熱伝導性感圧接着剤組成物(F)又は混合物(M)には、さらに、必要により、外部架橋剤、顔料、その他の充填材、老化防止剤、増粘剤、などの公知の各種添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることができる。
熱伝導性感圧接着剤組成物(F)には、感圧接着剤としての凝集力を高め、耐熱性などを向上させるために、外部架橋剤を添加して、(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)の存在下に(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)を重合してなる重合体に架橋構造を導入することができる。
顔料としては、カーボンブラックや、二酸化チタンなど、有機系、無機系を問わず使用できる。その他の充填材としては、クレーなどの無機化合物などが挙げられる。フラーレンやカーボンナノチューブ、などのナノ粒子を添加してもよい。老化防止剤としては、ラジカル重合を阻害する可能性が高いため通常は使用しないが、必要に応じてポリフェノール系、ハイドロキノン系、ヒンダードアミン系などの酸化防止剤を使用することができる。増粘剤としては、アクリル系ポリマー粒子、微粒シリカなどの無機化合物微粒子、酸化マグネシウムなどのような反応性無機化合物を使用することできる。
本発明の熱伝導性感圧接着性シート(G)は、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)のシート状の形態物である。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)をシート状に成形して、熱伝導性感圧接着性シート(G)とすることができる。熱伝導性感接着剤組成物(F)をシート状に成形する際には、加熱することが好ましい。
上記した本発明の熱伝導性感圧接着性シート(G)は、電子部品の一部として用いることができる。その際、放熱体のような基材上に直接的に成形して、電子部品の一部として提供することもできる。当該電子部品の具体例としては、エレクトロルミネッセンス(EL)、発光ダイオード(LED)光源を有する機器における発熱部周囲の部品、自動車等のパワーデバイス周囲の部品、燃料電池、太陽電池、バッテリー、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ノートパソコン、液晶、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(SED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、又は集積回路(IC)など発熱部を有する機器や部品を挙げることができる。
後に説明するようにして、厚さ2mmの熱伝導性感圧接着性シートを作製し、その表面状態の確認を目視によって行った結果を表2〜表4に示した。表2〜表4に示した表面状態の評価結果において、「良好」とは、シートの表面に目立った凹凸(0.5mm以上の高低差)がなかったことを意味している。「粗い」とは、シートの表面に目立つ凹凸ができていたことを意味している。「×」はシート状に成形できなかったことを意味する。
厚さ2mmの熱伝導性感圧接着性シートをはさみで幅50mm×長さ110mmの大きさに裁断した試験片を用意した。この試験片を覆うポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、「離形PETフィルム」という。)を剥がし、離形PETフィルムを剥がした面に、空気が入らないようにラップフィルムを貼った。このラップフィルムの大きさは、試験片の粘着面より大きいものであれば良い。そして、このラップフィルムを貼った試験片を用いて熱伝導率を測定した。熱伝導率(単位:W/m・K)の測定は、迅速熱伝導率計(商品名「QTM―500」、京都電子工業株式会社製)を用いて、非定常熱線比較法により行った。なお、リファレンスプレートには、シリコンスポンジ(電流値:1A)、シリコーンゴム(電流値:2A)、及び、石英(電流値:4A)をこの順で使用した。また、熱伝導率が1.5W/m・Kを超えるシートに関しては、リファレンスプレートには、シリコーンゴム(電流値:2A)、石英(電流値:4A)、及び、ジルコニア(電流値:6A)をこの順で使用した。その結果を表2〜表4に示した。この評価による結果が1.0W/m・Kより大きければ、熱伝導性に優れていると言える。
厚さ2mmの熱伝導性感圧接着性シートを幅10mm×長さ150mmの大きさに裁断した試験片を5本用意した。ブンゼンバーナーの空気およびガスの流量を調整して高さ20mm程度の青色炎をつくり、垂直に支持した試験片の下端にバーナーの炎をあてて(炎と約10mm交わるように)10秒間保った後、試験片とバーナー炎を離した。その後、試験片の炎が消えれば直ちにバーナー炎を試験片にあて、更に10秒間保持した後、試験片とバーナー炎を離した。1回目と2回目の接炎終了後の有炎及び無炎燃焼持続時間や燃焼滴下物(ドリップ)の有無を評価し、UL−94(難燃性規格)の判定を行った。すなわち、1回目と2回目の接炎終了後の有炎燃焼持続時間、2回目の接炎終了後の有炎燃焼持続時間及び無炎燃焼持続時間の合計、5本の試験片の有炎及び無炎燃焼時間の合計、並びに燃焼滴下物(ドリップ)の有無で、V−0及びV−2のどちらかに相当するのかを判定した。1回目、2回目ともに10秒以内に有炎燃焼を終え、2回目の有炎燃焼持続時間と無炎燃焼時間の合計が30秒以内であって、更に5本の試験片の有炎及び無炎燃焼時間の合計が50秒以内であり、燃焼落下物がないものをV−0とした。また、1回目、2回目ともに30秒以内に有炎燃焼を終え、2回目の有炎燃焼持続時間と無炎燃焼時間の合計が60秒以内であって、更に5本の試験片の有炎及び無炎燃焼時間の合計が250秒以内であり、燃焼落下物があったものをV−2とした。さらに、すべて燃えたものは、規格外とした。その結果を表2〜表4に示した。この評価によってV−0の条件を満たしていれば、難燃性に優れていると言える。
厚さ1mmの熱伝導性感圧接着性シートを幅10mm×長さ150mmの大きさに裁断した試験片を5本用意した。ブンゼンバーナーの空気およびガスの流量を調整して高さ20mm程度の青色炎をつくり、垂直に支持した試験片の下端にバーナーの炎をあてて(炎と約10mm交わるように)10秒間保った後、試験片とバーナー炎を離した。その後、試験片の炎が消えれば直ちにバーナー炎を試験片にあて、更に10秒間保持した後、試験片とバーナー炎を離した。1回目と2回目の接炎終了後の有炎及び無炎燃焼持続時間や燃焼滴下物(ドリップ)の有無を評価し、UL−94(難燃性規格)の判定を行った。すなわち、1回目と2回目の接炎終了後の有炎燃焼持続時間、2回目の接炎終了後の有炎燃焼持続時間及び無炎燃焼持続時間の合計、5本の試験片の有炎及び無炎燃焼時間の合計、並びに燃焼滴下物(ドリップ)の有無で、V−0及びV−2のどちらかに相当するのかを判定した。1回目、2回目ともに10秒以内に有炎燃焼を終え、2回目の有炎燃焼持続時間と無炎燃焼時間の合計が30秒以内であって、更に5本の試験片の有炎及び無炎燃焼時間の合計が50秒以内であり、燃焼落下物がないものをV−0とした。また、1回目、2回目ともに30秒以内に有炎燃焼を終え、2回目の有炎燃焼持続時間と無炎燃焼時間の合計が60秒以内であって、更に5本の試験片の有炎及び無炎燃焼時間の合計が250秒以内であり、燃焼落下物があったものをV−2とした。さらに、すべて燃えたものは、規格外とした。その結果を表2〜表4に示した。熱伝導性感圧接着性シートの厚みが薄くなるほど、難燃性を保ちにくくなるため、1mmのシートに関しては、V−2規格を満たせば、難燃性に優れていると言える。V−0を満たすものに関しては特に優れた難燃性を有するものと評価される。
熱伝導性感圧接着性シートの絶縁破壊強さを、JIS K6249に準じる方法で評価した。すなわち、短時間法を採用し、23℃シリコーン油中で検知電流を10mAとし、油中に2分間浸した後、15分以内に測定した。その結果を表2〜4に示した。なお、絶縁破壊強さの測定は、厚さ0.5mmの熱伝導性感圧接着性シートを用意して行った。ただし、測定値はkV/mmに換算して表記した。
熱伝導性感圧接着剤組成物50gを30cm×15cm×1.5mmのアルミ板上の直径7cmの円内に、山形になるように静置し、その後すぐにアルミ板を斜め45度に傾けて30秒その状態に保ち、熱伝導性感圧接着剤組成物の流動性を確認する。流動性の良いものほど、成形性に優れていると評価される。評価は、以下により行った。
◎:10cm以上流動したもの。
○:5cm以上、10cm未満流動したもの。
△:1cm以上、5cm未満流動したもの。
×:流動が1cm未満であったもの。
反応器に、アクリル酸2−エチルヘキシル94%とアクリル酸6%とからなる単量体混合物100部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.03部及び酢酸エチル700部を入れて均一に溶解し、窒素置換後、80℃で6時間重合反応を行った。重合転化率は97%であった。得られた重合体を減圧乾燥して酢酸エチルを蒸発させ、粘性のある固体状の(メタ)アクリル酸エステル重合体を得た。(メタ)アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量(Mw)は270,000、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は3.1であった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、テトラヒドロフランを溶離液とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、標準ポリスチレン換算で求めた。
表2〜表4に示すように、各配合物とその量を変更した以外は実施例1と同様にして、熱伝導性感圧接着性シート(G2)〜(G19)、(GC2)〜(GC15)の作製を試み、熱伝導性感圧接着性シート(G2)〜(G19)、(GC2)〜(GC10)、(GC13)、(GC14)を得た。比較例11、比較例12および比較例15は、熱伝導性感圧接着性シートを作製できなかった。
・膨張化黒鉛粉:
商品名「EC−500」、伊藤黒鉛株式会社 平均粒径30μm
・リン酸エステル2:
商品名「レオフォス65」、味の素ファインテクノ株式会社製、25℃における粘度:5800mPa・s(回転数10、ロータN0.3(表1参照)、数値58)、大気圧下での15℃以上100℃以下の温度領域において常に液体、化合物名「リン酸トリアリールイソプロピル化物」
・リン酸エステル3:
商品名「レオフォス35」、味の素ファインテクノ株式会社製、25℃における粘度:1200mPa・s(回転数10、ロータNo.3(表1参照)、数値12)、大気圧下での15℃以上100℃以下の温度領域において常に液体、化合物名「リン酸トリアリールイソプロピル化物」
・ガラス繊維:
商品名「チョプドストランド」、オーウェンスコーニングジャパン株式会社製、繊維長:3mm
・アルミナ2:
商品名「AL−13−H」、昭和電工株式会社製、BET比表面積:1.2m2/g、ピーク粒径:60μm
・アルミナ3:
商品名「A−42−2」、昭和電工株式会社製、BET比表面積:1.1m2/g、ピーク粒径:5μm
・アルミナ4:
商品名「A−43−L」、昭和電工株式会社製、BET比表面積:8.3m2/g、ピーク粒径:1.4μm
・アルミナ5:
商品名「A−13−H」、昭和電工株式会社製、BET比表面積:0.8m2/g、ピーク粒径:57μm
・アルミナ6:
商品名「AS−10」、昭和電工株式会社製、BET比表面積:0.5m2/g、ピーク粒径:39μm
・窒化硼素:
商品名「PT−120」、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製、BET比表面積:2m2/g、平均粒径:8μm以上14μm以下
・タルク:
商品名「MS−P」、日本タルク株式会社製、BET比表面積:4.5m2/g、平均粒径:13μm
・炭酸カルシウム:
商品名「SL−100」、竹原化学工業株式会社製、BET比表面積:0.8m2/g、平均粒径:6μm
・発泡剤:
商品名「ネオセルボンN#1000S」、永和化成工業株式会社製、4.4−オキシビス(ベンゼンスルホニルドラジド)
実施例で作製したシート(G1)〜(G19)および比較例で作製したシート(GC2)〜(GC10)、(GC13)、(GC14)の評価結果を表2〜表4に示した。なお、比較例のシートは、表面状態、熱伝導率、および難燃性のいずれかの評価で好ましくない結果が出たため、絶縁破壊強さの評価は行っていない。また、膨張化黒鉛粉の含有量が本発明で規定する範囲を超える比較例11および水酸化アルミニウムの含有量が本発明で規定する範囲を超える比較例12は、熱伝導性感圧接着剤組成物の粘度が高すぎてシート化できなかったため、性能評価を行っていない。本発明で規定する範囲よりも低い粘度のリン酸エステルの含有量を用いた比較例15は、熱伝導性感圧接着剤組成物が固まりきらず、シート化できなかったため、性能評価を行っていない。
・比較例2:アルミナを含有しない比較例2のシート(GC2)は、熱伝導率および成形性が劣っていた。
・比較例3、4:本発明で規定するものと異なるアルミナを含有した比較例3のシート(GC3)および比較例4のシート(GC4)は、どちらも難燃性が劣っていた。
・比較例5:アルミナにかえてタルクを含有した比較例5のシート(GC5)は、表面状態が悪く、熱伝導性および難燃性が劣っていた。
・比較例6:アルミナにかえて炭酸カルシウムを含有した比較例6のシート(GC6)は、熱伝導性および難燃性が劣っていた。
・比較例7:膨張化黒鉛粉の含有量が本発明で規定する範囲に満たない比較例7のシート(GC7)は、熱伝導性が劣っていた。
・比較例8:アルミナにかえて窒化硼素を含有した比較例8のシート(GC8)は表面状態が悪く、難燃性が劣っていた。
・比較例9:水酸化アルミニウムの含有量が本発明で規定する範囲に満たない比較例9のシート(GC9)は、難燃性が劣っていた。
・比較例10:アルミナの含有量が本発明で規定する範囲に満たない比較例10のシート(GC10)は、熱伝導性および難燃性が劣っていた。
・比較例13:リン酸エステルの含有量が本発明で規定する範囲に満たない比較例13のシート(GC13)は、難燃性が劣っていた。
・比較例14:リン酸エステルの含有量が本発明で規定する範囲を超える比較例14のシート(GC14)は、表面状態が悪く、熱伝導性が劣っていた。
セラミックヒーター(商品名「MS−5」、25mm×25mm、坂口電熱株式会社製)、熱伝導性感圧接着性シート(25mm×25mm×厚さ1.5mm)、及びアルミニウム板(150mm×150mm×厚さ1.5mm)をこの順で積層し、セラミックヒーターを45Wで運転して加熱し、60分後のセラミックヒーターの表面の最高温度を測定した。その結果を表5に示した。
上記実施例1のシート(G1)と同様の組成のシート(G1’)を用いて上記測定を行った。
(実施例B)
上記実施例5のシート(G5)と同様の組成のシート(G5’)を用いて上記測定を行った。
(比較例A)
上記比較例7のシート(GC7)と同様の組成のシート(GC7’)を用いて上記測定を行った。
Claims (9)
- 少なくとも一種の重合体(S)100質量部と、
膨張化黒鉛粉(B)1.8質量部以上18質量部以下と、
25℃における粘度が3000mPa・s以上であり、かつ大気圧下での15℃以上100℃以下の温度領域において液体であるリン酸エステル(C)20質量部以上130質量部以下と、
BET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)100質量部以上1000質量部以下と、
膨張化黒鉛粉(B)及び前記アルミナ(E)を除く難燃性熱伝導無機化合物(D)160質量部以上600質量部以下と、
を含む、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。 - 前記アルミナ(E)が、粒度分布に複数のピークを有しており、最も大粒径側のピーク粒径と最も小粒径側のピーク粒径との比が、10以上である、請求項1に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- リン酸エステル(C)が、組成及び分子量が異なるリン酸エステルを2種以上混合してなるものである、請求項1または2に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- 前記重合体(S)が(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)である、請求項1〜3のいずれかに記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- 前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)が、他の(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)の存在下に(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)を重合することにより得られるものである、請求項4に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)をシート状に成形してなる、熱伝導性感圧接着性シート(G)。
- (メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)および(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の合計100質量部と、
膨張化黒鉛粉(B)1.8質量部以上18質量部以下と、
リン酸エステル(C)20質量部以上130質量部以下と、
BET比表面積が1m2/g以上であるアルミナ(E)100質量部以上1000質量部以下と、
前記膨張化黒鉛粉(B)及び前記アルミナ(E)を除く難燃性熱伝導無機化合物(D)160質量部以上600質量部以下と、
の混合物(M)をシート状に成形しながら、又はシート状に成形した後、前記混合物(M)中の前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(AP1)の存在下に前記混合物(M)中の前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)を重合することにより得られる、熱伝導性感圧接着性シート(G)。 - 請求項6又は7に記載の熱伝導性感圧接着性シート(G)を備えた電子部品。
- エレクトロルミネッセンス(EL)、発光ダイオード(LED)光源を有する機器、自動車のパワーデバイス、燃料電池、太陽電池、バッテリー、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ノートパソコン、液晶、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(SED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、又は集積回路(IC)である、請求項8に記載の電子部品。
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