本申請是2014年3月26日遞交的申請?zhí)枮?01480013296.9,發(fā)明名稱為“導(dǎo)熱性薄片”的分案申請。
本發(fā)明涉及一種粘貼至電子部件提高電子部件的散射性的導(dǎo)熱性薄片。
背景技術(shù):
導(dǎo)熱性薄片用于填充成為發(fā)熱源的電子部件等與散熱板、殼體等的散熱器之間的間隙,以用于提高電子部件的散熱性。作為導(dǎo)熱性薄片,從使用其組裝電子部件和散熱器時(shí)的加工性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選具有粘附性。進(jìn)一步,從校正電子部件和散熱器在組裝時(shí)的位置偏移,以及能夠在組裝后因某事進(jìn)行拆卸并再次組裝等的再加工性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選提高一個(gè)面的粘附性,降低另一個(gè)面的粘附性。
因此,(專利文獻(xiàn)1)提出如下方案:在用硅橡膠和導(dǎo)熱性填料形成導(dǎo)熱性薄片時(shí),利用紫外線照射對(duì)導(dǎo)熱性薄片的表面實(shí)施非粘附處理。
此外,(專利文獻(xiàn)2)提出如下方案:含有無官能性丙烯酸聚合物和導(dǎo)熱性填料的丙烯酸類聚氨酯樹脂的粘附性導(dǎo)熱性薄片中,通過在正面層和背面層使丙烯酸類聚氨酯樹脂與無官能丙烯酸聚合物的配合比不同并重復(fù)涂覆至各層,從而使粘附性導(dǎo)熱性薄片的正背的粘附性不同。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本專利公報(bào)第3498823號(hào)
專利文獻(xiàn)2:日本專利公開公報(bào)第2010-93077號(hào)
然而,如專利文獻(xiàn)1所述,在為了降低導(dǎo)熱性薄片的一個(gè)面的粘附性而執(zhí)行紫外線照射時(shí),承擔(dān)導(dǎo)熱的層會(huì)劣化。
此外,如專利文獻(xiàn)2所述,在正面層和背面層使丙烯酸類聚氨酯樹脂和無官能性丙烯酸聚合物的配合比不同并重疊涂覆的情況下,由于正面層和背面層容易混雜,因此難以按照所期望那樣改變正面層和背面層的粘附性。
此外,作為使導(dǎo)熱性薄片的正背的粘附性不同的方法,在由丙烯酸類樹脂和導(dǎo)熱填料形成粘附性導(dǎo)熱層時(shí),雖然考慮了對(duì)導(dǎo)熱性薄片的一個(gè)面層疊非粘附性薄膜的方法,但在該情況下,由于薄膜面粘附至物體的粘附性急劇下降,因此作為導(dǎo)熱性薄片的加工性劣化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)此問題,本發(fā)明的目的在于,對(duì)于粘附性導(dǎo)熱層由丙烯酸類樹脂和導(dǎo)熱性填料形成的導(dǎo)熱性薄片,在粘附性導(dǎo)熱層中的一個(gè)面形成粘附性比該粘附性導(dǎo)熱層較低但具有適度粘附性的層,以提高導(dǎo)熱性薄片的加工性和再加工性。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),能夠通過以下方法實(shí)現(xiàn)上述目的:在由丙烯酸類樹脂和導(dǎo)熱性填料形成的粘附性導(dǎo)熱層中的一個(gè)面層疊非粘附性樹脂層的導(dǎo)熱性薄片中,通過使非粘附性樹脂層的粘性比該粘附性導(dǎo)熱層的粘性較低且使該非粘附性樹脂層的探針粘附力在特定的范圍內(nèi),或者使非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層的剝離強(qiáng)度在特定的范圍內(nèi),從而完成本發(fā)明。
換言之,本發(fā)明提供一種粘附性導(dǎo)熱層和非粘附性樹脂層層疊的導(dǎo)熱性薄片,所述導(dǎo)熱性薄片的特征在于,
粘附性導(dǎo)熱層含有丙烯酸類化合物固化后的丙烯酸類樹脂以及導(dǎo)熱性填料,該丙烯酸類樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-80至15℃之間,粘附性導(dǎo)熱層的粘性高于所述非粘附性樹脂層的粘性,
非粘附性樹脂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60至110℃,
非粘附性樹脂層的粘性作為通過在按壓速度30mm/min、剝離速度120mm/min、負(fù)荷196g、按壓時(shí)間5.0秒、拉伸距離5mm、探針加熱至40℃、薄片臺(tái)加熱至40℃的條件下將鋁制圓柱狀探針按壓至該非粘附性樹脂層并剝離而被測定的探針粘附力為6至30kn/m2。
此外,本發(fā)明提供一種粘附性導(dǎo)熱層和非粘附性樹脂層層疊導(dǎo)熱性薄片,所述導(dǎo)熱性薄片的特征在于,
粘附性導(dǎo)熱層含有丙烯酸類化合物固化后的丙烯酸類樹脂以及導(dǎo)熱性填料,該丙烯酸類樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-80至15℃之間,粘附性導(dǎo)熱層的粘性高于非粘附性樹脂層的粘性,
非粘附性樹脂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60至110℃,
非粘附性樹脂層和粘附性導(dǎo)熱層的t型剝離強(qiáng)度為0.2n/cm以上。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)熱性薄片,由于層疊有粘附性導(dǎo)熱層以及比該粘附性導(dǎo)熱層的粘性低并具有特定大小粘性的非粘附性樹脂層,因此,提高了使用導(dǎo)熱性薄片組裝電子部件和散熱器時(shí)的加工性,并且也提高了對(duì)組裝物體重新組裝的再加工性。
附圖說明
圖1為非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層之間的t型剝離強(qiáng)度的測定方法的說明圖。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明。
在本發(fā)明的導(dǎo)熱性薄片中層疊有粘附性導(dǎo)熱層和非粘附性樹脂層。
在粘附性導(dǎo)熱層中,丙烯酸類化合物固化后的丙烯酸類樹脂中分散有導(dǎo)熱性填料。在本發(fā)明中,從提高使用導(dǎo)熱性薄片組裝電子部件和散熱器時(shí)的加工性以及對(duì)組裝物體進(jìn)行重新組裝的再加工性的觀點(diǎn)來看,作為丙烯酸類化合物,使用作為其固化物的丙烯酸類樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-80到15、優(yōu)選的-70到-10的丙烯酸類化合物。作為這種丙烯酸類化合物,能夠列舉出2-乙基己基、月桂基、正丁基、異丁基、異壬基、2-羥乙基、4-羥丁基等單官能(甲基)丙烯酸酯等,其中,優(yōu)選丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯。此外,能夠混合使用一種以上與丙烯酸化合物可發(fā)生共聚作用的(甲基)丙烯酸、n-乙烯基吡咯烷酮、衣康酸、四氫糠基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯等。
此外,作為丙烯酸類化合物的固化方法,例如能夠?yàn)槭褂霉饩酆弦l(fā)劑、光交聯(lián)劑,照射紫外線的方法。在該情況下,僅照射使光聚合引發(fā)劑開裂所需能量的量的長波長紫外線(波長320至400nm),因而不會(huì)出現(xiàn)粘附性導(dǎo)熱層由于紫外線照射而劣化的問題。
作為粘附性導(dǎo)熱層含有的導(dǎo)熱性填料,能夠使用氫氧化鋁、氫氧化鎂等金屬氫氧化物;鋁、鋼、銀等金屬;氧化鋁、氧化鎂等金屬氧化物;氮化鋁、氮化硼、氮化硅等氮化物;碳納米管等。此外,導(dǎo)熱性填料的平均粒徑優(yōu)選的為0.5至100μm,具體地,從分散性和導(dǎo)熱性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選并用平均粒徑為3至20μm的小直徑的填料和平均粒徑為25至100μm的大直徑的填料。
粘附性導(dǎo)熱層中導(dǎo)熱性填料的含量相對(duì)于上述丙烯酸類化合物的單體單元100質(zhì)量份,優(yōu)選100至200質(zhì)量份,更優(yōu)選300至1000質(zhì)量份。導(dǎo)熱性填料的含量過少,則不能充分提高導(dǎo)熱性薄片的導(dǎo)熱性,相反如果過多,則導(dǎo)熱性薄片的柔軟性降低,因而均不優(yōu)選。
在粘附性導(dǎo)熱層使用平均粒徑不同的兩種導(dǎo)熱性填料的情況下,優(yōu)選小直徑填料和大直徑填料的配合比為15:85至90:10。
此外,粘附性導(dǎo)熱層優(yōu)選含有一種以上選自丙烯酸類化合物、低分子量丙烯酸聚合物、蠟和增粘劑等中的增塑劑,所述丙烯酸類化合物為含有一種以上選自由己二酸二辛酯、己二酸二異壬酯等己二酸類化合物、癸二酸辛酯、癸二酸二異癸酯等癸二酸類化合物、磷酸三甲苯酯等磷酸類化合物、蓖麻油或其衍生物、硬脂酸、油酸等高級(jí)脂肪酸和衍生物、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等鄰苯二甲酸類化合物、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯組成的組中的單體而成的均聚物或共聚物、或者上述單體與選自由α-烯烴、乙烯基酯、乙烯基醚的單體組成的組中的單體的共聚物等,更優(yōu)選含有一種以上選自由己二酸類、癸二酸類、磷酸類、蓖麻油類、油酸類和丙烯酸類中的增塑劑。粘附性導(dǎo)熱層中增塑劑的含量相對(duì)于上述丙烯酸類化合物的單體單元100質(zhì)量份,優(yōu)選20至80質(zhì)量份,更優(yōu)選30至70質(zhì)量份。
此外,根據(jù)需要,粘附性導(dǎo)熱層能夠混合抗氧化劑、防熱劣化劑、阻燃劑、著色劑等。
粘附性導(dǎo)熱層的層厚度優(yōu)選的是200至3000μm。過薄時(shí),得不到對(duì)被粘物的凹凸的充分適應(yīng)性,在過厚時(shí),固化需要較長時(shí)間會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率降低。
粘附性導(dǎo)熱層和非粘附性樹脂層的粘性是在按壓速度30mm/min、剝離速度120mm/min、負(fù)荷196g、按壓時(shí)間5.0秒、拉伸距離5mm、探針加熱至40℃、薄片臺(tái)加熱至40℃的條件下將鋁制圓柱狀探針按壓至粘附性導(dǎo)熱層或非粘附性樹脂層并剝離而作為探針粘附力進(jìn)行測定的粘性。
粘附性導(dǎo)熱層的粘性需要高于非粘附性樹脂層的粘性。
在第一實(shí)施方式中,非粘附性樹脂層的粘性作為探針粘附力為6到30kn/m2,優(yōu)選7到25kn/m2。
此外,該非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層之間的粘接強(qiáng)度小可能帶來在加工時(shí)、再加工時(shí)的操作期間的層間剝離等問題。在第二實(shí)施方式中,為了適于操作性,t型剝離強(qiáng)度需要在0.2n/cm以上,優(yōu)選能夠在0.2至6n/cm之間。
非粘附性樹脂層的粘性如上述形成為具有特定范圍的探針粘性且非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層之間的剝離強(qiáng)度在特定的大小以上時(shí),非粘附性樹脂層在使用導(dǎo)熱性薄片組裝電子部件和散熱器時(shí)雖不粘連,但仍適度發(fā)揮低粘附性,由于提高了加工性的同時(shí)也提高對(duì)組裝的物體進(jìn)行重新組裝時(shí)的再加工性,因而是優(yōu)選的。
由于使非粘附性樹脂層的粘性為上述范圍,因此形成非粘附性樹脂層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的下限為60℃以上,更優(yōu)選的是70℃以上。這樣,不用在形成非粘附性樹脂層的樹脂中配合固化劑實(shí)施固化處理而能夠使非粘附性樹脂層的探針粘附力為30kn/m2以下,具體為25kn/m2以下。
另一方面,關(guān)于形成非粘附性樹脂層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的上限,從使非粘附性樹脂層適度發(fā)揮低粘附性并獲得與粘附性導(dǎo)熱層的粘接強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看,為110℃以下。
此外,形成非粘附性樹脂層的樹脂優(yōu)選為與形成粘附性導(dǎo)熱層的丙烯酸類化合物不相溶。以此方式,即使重復(fù)涂覆形成各層的涂裝用組合物以形成粘附性導(dǎo)熱層和非粘附性樹脂層的層疊物,各層亦難以在其界面處混雜,從而能夠得到預(yù)期的粘性。與此相對(duì),在形成非粘附性樹脂層的樹脂與形成粘附性導(dǎo)熱層的丙烯酸類化合物相溶的情況下,在重復(fù)涂覆之前,通過預(yù)先對(duì)形成非粘附性樹脂層的涂裝層實(shí)施固化處理,各層在其界面處也難以混雜,從而能夠得到預(yù)期的粘性。
作為用于形成非粘附性樹脂層的優(yōu)選樹脂,即玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60至110℃,與形成粘附性導(dǎo)熱層的丙烯酸類化合物不相溶的樹脂,能夠列舉出聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂等。此外,這些樹脂的分子量以數(shù)均分子量表示優(yōu)選為10000至500000。
根據(jù)需要,非粘附性樹脂層能夠含有形成非粘附性樹脂層的樹脂的固化劑、氰尿酸三聚氰胺等有機(jī)類阻燃劑、氫氧化鋁等導(dǎo)熱性填料、著色劑。
非粘附性樹脂層的厚度優(yōu)選為0.5至25μm,更優(yōu)選的為1至20μm。非粘附性樹脂層的厚度過薄時(shí),由于與粘附性導(dǎo)熱層的相溶以及通過導(dǎo)熱性填料的摩擦損壞而使粘附性增大,而過厚時(shí)作為導(dǎo)熱性薄片的導(dǎo)熱性會(huì)不充分。
現(xiàn)在,作為導(dǎo)熱性薄片的導(dǎo)熱性,實(shí)際應(yīng)用中,導(dǎo)熱性薄片在厚度方向上的導(dǎo)熱率通過基于astmd5470的熱傾斜法進(jìn)行的測定,需要在1w/m·k以上,根據(jù)本發(fā)明能夠在1.5w/m·k以上,更優(yōu)選的在2w/m·k以上。
作為本發(fā)明的導(dǎo)熱性薄片的制造方法,例如,能夠通過以下方法得到本發(fā)明的導(dǎo)熱性薄片:預(yù)先分別調(diào)制混合了形成前述粘附性導(dǎo)熱層的各成分的粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料以及將形成非粘附性樹脂層的各成分與溶劑混合后的非粘附性樹脂層形成用涂料,在由pet、pen、聚烯烴、玻璃紙等形成的剝離膜上涂覆非粘附性樹脂層形成用涂料并干燥,隨后,在此非粘附性樹脂層的涂裝面上重復(fù)涂覆粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料,在粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料的涂覆面上覆蓋pet、pen、聚烯烴等的覆蓋膜,從上照射紫外線以固化粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料的涂覆層。
此外,也可以通過以下的方法制造本發(fā)明的導(dǎo)熱性薄片:在剝離膜上涂覆非粘附性樹脂層形成用涂料并干燥,另一方面在別的剝離膜上涂覆粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料,使與先前的非粘附性樹脂層的涂裝面相對(duì)覆蓋以代替覆蓋膜,照射紫外線以固化粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料的涂覆層。
現(xiàn)在,在以此方式制造導(dǎo)熱性薄片后,能夠剝離非粘附性樹脂層并將導(dǎo)熱性薄片卷繞進(jìn)行保管。以此方式卷繞的導(dǎo)熱性薄片剝離粘附性導(dǎo)熱層側(cè)的剝離膜以用于電子部件與散熱器的組裝。
實(shí)施例
以下,根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體地說明。
實(shí)施例1至7、比較例1至3
將表1中示出的樹脂和固化劑在甲苯:甲乙酮=1:1的混合溶劑中調(diào)制成固含量為10質(zhì)量%,通過刮條涂布機(jī)涂覆至pet膜,在90℃干燥5分鐘,從而形成表1中示出的涂覆厚度的非粘附性樹脂層。
另一方面,將作為單官能丙烯酸酯的丙烯酸-2-乙基己酯100質(zhì)量份、作為增塑劑的蓖麻油衍生脂肪酸酯47質(zhì)量份、光聚合引發(fā)劑(irgacure819、basf)1.4質(zhì)量份、作為固化劑的羥基三甲基乙酸新戊二醇二丙烯酸酯(kayaradfm-400日本化藥)1.5質(zhì)量份、作為導(dǎo)熱性填料的氫氧化鋁粉末(平均粒徑80μm)400質(zhì)量份、氫氧化鋁粉末(平均粒徑8μm)400質(zhì)量份混合以調(diào)制粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料。而且,該丙烯酸-2-乙基己酯的固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50至-40℃。
將以此方式調(diào)制的粘附性導(dǎo)熱層形成用涂料以2mm涂層厚度重復(fù)涂覆至上述的非粘附性樹脂層上,在其上覆蓋由pet制成的覆蓋膜,從pet膜側(cè)和覆蓋膜側(cè)的兩側(cè)用化學(xué)燈照射5分鐘長波長紫外線,從而制造出實(shí)施例1至7以及比較例1至3的導(dǎo)熱性薄片。
比較例4
將與實(shí)施例1同樣調(diào)制的粘附性導(dǎo)熱層在沒有設(shè)置非粘附性樹脂層的情況下涂覆至pet膜,在其上覆蓋由pet制成的覆蓋膜,從pet膜側(cè)和覆蓋膜側(cè)的兩側(cè)用化學(xué)燈照射5分鐘,從而制造出比較例4的導(dǎo)熱性薄片。
評(píng)價(jià)
關(guān)于各實(shí)施例與比較例,對(duì)(a)非粘附性樹脂層和粘附性導(dǎo)熱層的粘性;(b)導(dǎo)熱性薄片的導(dǎo)熱率,(c)導(dǎo)熱性薄片的再加工性,(d)導(dǎo)熱性薄片的非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層的層間剝離強(qiáng)度進(jìn)行如下評(píng)價(jià)。結(jié)果如表1所示。
(a)非粘附性樹脂層和粘附性導(dǎo)熱層的粘性
作為粘性試驗(yàn)機(jī),使用rhesca公司制的粘性試驗(yàn)機(jī)tac-ii,在按壓速度30mm/min、剝離速度120mm/min、負(fù)荷196g、按壓時(shí)間5.0秒、拉伸距離5mm、探針加熱至40℃、薄片臺(tái)加熱至40℃的條件下將直徑10mm的鋁制圓柱狀探針按壓至實(shí)施例1至7及比較例1至3的導(dǎo)熱性薄片的非粘附性樹脂層并剝離時(shí),測定探針粘附力?,F(xiàn)在,由于在比較例4的導(dǎo)熱性薄片中沒有非粘附性樹脂層,因而測定出粘附性導(dǎo)熱層的粘性。
(b)導(dǎo)熱性薄片的導(dǎo)熱率
導(dǎo)熱性薄片在厚度方向上的導(dǎo)熱率根據(jù)astmd-5470標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)熱率儀(索尼制)測定(加熱器輸出8w、薄片表面壓力1kgf/cm2)。
(c)導(dǎo)熱性薄片的再加工性
將導(dǎo)熱性薄片以非粘附性樹脂層為下側(cè)的方式夾置在上下平行的彼此面對(duì)的銅棒之間,在壓力1kgf/cm2下放置10分鐘,之后剝離棒。此時(shí),在導(dǎo)熱性薄片的非粘附性樹脂層與銅板之間產(chǎn)生剝離的情況下評(píng)價(jià)為o,否則評(píng)價(jià)為×。
(d)導(dǎo)熱性薄片的非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層的t型剝離強(qiáng)度
使用拉伸試驗(yàn)機(jī)(rtg-1225,orientec社),如圖1中所示,在pet膜1層疊至非粘附性樹脂層2、覆蓋膜4層疊至粘附性導(dǎo)熱層3的狀態(tài)下通過t型剝離試驗(yàn)測定非粘附性樹脂層2與粘附性導(dǎo)熱層3的層間剝離強(qiáng)度。在該情況下,拉伸強(qiáng)度為500mm/min、樣品寬度為2cm。
根據(jù)表1可知,在形成非粘附性樹脂層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60至110℃的實(shí)施例1、2、4至7中,即使不配合固化劑,非粘附性樹脂層的粘附力值仍然為6至25kn/m2,并且非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層的層間玻璃強(qiáng)度(t型剝離強(qiáng)度)為0.2n/cm以上,再加工性良好。
此外可知,非粘附性樹脂層的厚度為20μm以下,導(dǎo)熱性薄片具有充分的導(dǎo)熱性。
另一方面,在非粘附性樹脂層的粘附力值超過30kn/m2的比較例1、2以及無非粘附性樹脂層的比較例4中,由于被粘物粘貼導(dǎo)熱性薄片,因而再加工性劣化。此外,在非粘附性樹脂層與粘附性導(dǎo)熱層的根據(jù)t型剝離試驗(yàn)的層間剝離強(qiáng)度不到0.2n/cm的比較例3中,由于非粘附性樹脂層容易從粘附性導(dǎo)熱層剝離,因而加工性低劣。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用可能性
根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)熱性薄片,由于層疊有粘附性導(dǎo)熱層以及比該粘附性導(dǎo)熱層的粘性低且具有特定大小的粘性的非粘附性樹脂層,因此,提高了使用導(dǎo)熱性薄片組裝電子部件和散熱器時(shí)的加工性,并且也提高了對(duì)組裝物體重新組裝的再加工性。
雖然參照特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地說明,但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言能夠在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變更和修改。
本發(fā)明基于2013年3月28日申請的日本專利申請(申請?zhí)杍p2013-068724),其內(nèi)容作為參考引入本文中。
符號(hào)說明
1pet膜
2非粘附性樹脂層
3粘附性導(dǎo)熱層
4覆蓋膜(pet)