导热性片材、发光二极管安装基板和导热性粘接片材的制作方法

文档序号:3668398阅读:169来源:国知局
专利名称:导热性片材、发光二极管安装基板和导热性粘接片材的制作方法
技术领域
本发明涉及导热性片材,详细而言涉及适宜用于电子元件的散热的导热性片材。另外,详细而言,本发明涉及电力电子学技术所用的导热性片材。本发明还涉及发光二极管安装基板。
背景技术
以往,公知有在基板上安装IC芯片、电容器、电阻等电子元件的安装基板,具体而言,提出有例如包括基底材、以规定图案形成在该基底材上的导体层和覆盖该基底材及导体层的绝缘保护层的柔性印刷电路板(例如,参照日本特开2002-57442号公报)。日本特开2002-57442号公报所记载的绝缘保护层由聚氨酯树脂、聚酯树脂或聚酰胺树脂等树脂形成。另外,近年来,在混合器件(hybrid device)、高辉度LED器件、电磁感应加热器件等中,采用利用半导体元件转换、控制电力的电力电子学技术。在电力电子学技术中,为了将大电流转换为热等,要求配置在半导体元件附近的材料具有较高的散热性(高的导热性)。例如,提出有用硅酮系树脂覆盖CPU等的方案(例如,参照日本特开2010-10469 号公报)。另外,发光二极管安装基板是形成有布线的基板,在制造发光二极管安装基板之后,在基板上以LED (发光二极管)与布线连接的方式搭载LED (发光二极管)。作为上述那样的LED安装基板,例如提出有利用具有光反射性的氧化铝基板反射从LED发出的光来提高LED安装基板的发光效率的方案(例如,参照日本特开2010-10469 号公报)。另外,例如提出有含有板状的氮化硼粉末和丙烯酸酯共聚树脂的导热片材的方案 (例如,参照日本特开2008-280496号公报)。在日本特开2008-280496号公报的导热片材中,氮化硼粉末被取向为其长轴方向 (与氮化硼粉末的板厚正交的方向)沿着片材的厚度方向,由此来提高导热性片材的厚度方向的导热性。然而,在包含日本特开2002-57442号公报的柔性印刷电路板的安装基板中,由于所安装的电子元件发热,因此,需要使电子元件的热高效率地导热。但是,日本特开 2002-57442号公报的绝缘保护层存在不能使该热充分地导热这样的不良情况。另外,在日本特开2010-10469号公报的硅酮系树脂中,存在不能使从CPU发出的热高效率地导热这样的不良情况。另外,在硅酮系树脂的表面形成各种标记的情况下,在观察该表面时,日本特开 2010-10469号公报的硅酮系树脂具有良好的透明性,因此,不仅能看到标记,也能看到内部的CPU的结构,这样,标记与CPU的结构的图像重叠,存在不能清楚地识别标记这样的不良情况。
另外,由于LED变成高温,因此,需要使导热到外部来防止LED的发光效率降低。但是,专利文献1所述的氧化铝基板使热各向同性地、即在表面方向及厚度方向上以相同比例导热,因此,存在不能使该LED的热充分高效率地导热这样的不良情况。另外,根据用途及目的的不同,有时要求导热片材在与厚度方向正交的正交方向 (表面方向)上具有较高的导热性。在该情况下,在专利文献1的导热片材中,由于氮化硼粉末的长轴方向与表面方向正交(交差),因此,存在该表面方向的导热性不充分这样的不良情况。另外,根据使用情况的不同,有时要求导热片材相对于散热对象具有优异的粘接性或粘着性,而在日本特开2008-280496号公报的导热片材中,存在相对于散热对象的粘接性或粘着性不充分这样的不良情况。

发明内容
本发明的目的在于提供表面方向的导热性优异且电绝缘性也优异的导热性片材。本发明的另一目的在于提供表面方向的导热性优异且隐蔽性也优异的导热性片材。本发明的又一目的在于提供表面方向的导热性优异且表面反射率也优异的导热性片材及具有由该导热性片材构成的导热性光反射层的发光二极管安装基板。本发明的再一目的在于提供表面方向的导热性优异且粘接性或粘着性也优异的导热性粘接片材。本发明的导热性片材是含有板状的氮化硼颗粒的导热性片材,其特征在于,上述导热性片材的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m · K以上,体积电阻为IX 101° Ω · cm 以上。本发明的导热性片材的与厚度方向正交的表面方向的导热性优异且电绝缘性也优异。因此,若利用本发明的导热性片材覆盖电子元件,能够保护该电子元件,且能使电子元件的热高效率地导热,并且能防止电子元件之间短路。另外,本发明的导热性片材是含有板状的氮化硼颗粒的导热性片材,其特征在于, 上述导热性片材的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m*K以上,厚度300 μ m的上述导热性片材对波长500nm的光的透射率为10%以下。另外,本发明的导热性片材的与厚度方向正交的表面方向的导热性优异,隐蔽性也优异。因此,利用本发明的导热性片材覆盖电力电子学所用的电子部件,在该导热性片材的表面形成标记,从该表面观察导热性片材时,由于电子元件被导热性片材隐蔽,因此, 不能看到电子元件,而仅能看到标记。结果,能清楚地识别标记,能使电子元件的热沿着导热性片材的表面方向散热。另外,本发明的导热性是含有板状的氮化硼颗粒的导热性片材,其特征在于,上述导热性片材的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m · K以上,对500nm的光的表面反射率是以硫酸钡的表面反射率为100%时的70%以上。另外,本发明的发光二极管安装基板的特征在于,其包括用于安装发光二极管的基板和形成在上述基板的表面、由上述的导热性片材构成的导热性光反射层。另外,本发明的导热性片材的与厚度方向正交的表面方向的导热性优异,且表面反射率也优异。因此,若在包括由本发明的导热性片材构成的导热性光反射层的发光二极管安装基板上安装发光二极管,能在导热性光反射层高效率地反射从发光二极管发出的特定波长的光,且能利用导热性光反射层使从发光二极管发出的热高效率地导热。结果,能可靠地防止发光效率降低。


图1表示本发明的导热性片材的一实施方式的立体图。图2是用于说明图1所示的导热性片材的制造方法的工序图,(a)表示对混合物或层叠片材进行热压的工序;(b)表示将压制片材分割为多个的工序;(c)表示层叠分割片材的工序。图3表示利用图1所示的导热性片材覆盖电子元件、在导热性片材上形成标记的工序。图4表示包括由图1所示的导热性片材构成的导热性光反射层的发光二极管安装基板的剖视图。图5是用于说明发光二极管安装基板的制造方法及发光二极管的安装方法的工序图,(a)表示准备基板的工序;(b)表示形成导热性光反射层的工序;(C)表示形成布线、 制造发光二极管安装基板的工序;(d)表示在发光二极管安装基板上安装发光二极管的工序。图6表示本发明的导热性粘接片材的一实施方式的剖视图。图7是用于说明将图6所示的导热性粘接片材粘接在电子元件及安装基板上的方法的工序图,(a)表示分别准备导热性粘接片材和安装基板的工序;(b)表示将导热性粘接片材热压接在电子元件及安装基板上之后通过加热进行粘接的工序。图8表示本发明的导热性粘接片材的另一实施方式(在粘接层 粘着层上形成有开口部的方式)。图9是用于说明将图8所示的导热性粘接片材粘接在电子元件及安装基板上的方法的工序图,(a)表示分别准备导热性粘接片材及安装基板的工序;(b)表示将导热性粘接片材热压接在电子元件及安装基板上之后通过加热进行粘接或粘着的工序。图10是表示耐弯曲性试验的类型I的试验装置(耐弯曲性试验前)的立体图。图11是表示耐弯曲性试验的类型I的试验装置(耐弯曲性试验中)的立体图。
具体实施例方式本发明的导热性片材含有氮化硼颗粒。具体而言,导热性片材含有作为必需成分的氮化硼(BN)颗粒,并且例如含有树脂成分。氮化硼颗粒形成为板状(或鳞片状),在导热性片材上以沿着规定方向(后述)取向的形态分散。
氮化硼颗粒的长度方向长度(与板的厚度方向正交的方向的最大长度)的平均值例如为1 100 μ m,优选为3 90 μ m。另外,氮化硼颗粒的长度方向长度的平均值为5 μ m 以上,优选为10 μ m以上,更优选为20 μ m以上,特别优选为30 μ m以上,最优选为40 μ m以上,通常,例如为IOOym以下,优选为90 μ m以下。另外,氮化硼颗粒的厚度(板的厚度方向长度、即颗粒的宽度方向长度)的平均值例如为0. 01 20 μ m,优选为0. 1 15 μ m。另外,氮化硼颗粒的长宽比(长度方向长度/厚度)例如为2 10000,优选为 10 5000。而且,氮化硼颗粒的利用光散射法测量的平均粒径例如为5μπι以上,优选为 10 μ m以上,更优选为20 μ m以上,特别优选为30 μ m以上,最优选为40 μ m以上,通常为 100 μ m以下。另外,利用光散射法测量的平均粒径是利用动态光散射式粒度分布测量装置测量的体积平均粒径。在氮化硼颗粒的利用光散射法测量的平均粒径小于上述范围时,存在导热性片材变脆、操作性降低的情况。另外,氮化硼颗粒的体积密度(日本工业标准JIS K5101、视密度)例如为0. 3 1. 5g/cm3,优选为 0. 5 1. Og/cm3。另外,氮化硼颗粒可以使用市售品或对市售品加工而成的加工品。作为氮化硼颗粒的市售品,例如可以举出Momentive 'Performance 'Materials ‘ Japan公司制的“PT”系列(例如“ΡΡΤ-110”等)、昭和电工公司制的“SHOBN UHP"系列(例如“SHOBN UHP-1"等)寸。树脂成分是可以分散氮化硼颗粒、即、分散氮化硼颗粒的分散介质(基质),例如, 可以列举出热硬化性树脂成分、热塑性树脂成分等树脂成分。作为热硬化性树脂成分,例如,可以列举出环氧树脂、热硬化性聚酰亚胺、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂、硅树脂、热硬化性聚氨酯树脂等。作为热塑性树脂成分,例如,可以列举出聚烯烃(例如,聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等)、丙烯酸树脂(例如,聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚烯丙基砜(polyallysulfone)、热塑性聚酰亚胺、热塑性聚氨酯树脂、聚氨基双马来酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、双马来酰亚胺三嗪树脂、聚甲基戊烯、氟树脂、液晶聚合物、烯烃-乙烯醇共聚物、离聚物、聚芳酯、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物等。上述的树脂成分,可以单独使用或组合两种以上使用。热硬化性树脂成分中,可以列举出优选环氧树脂。环氧树脂在常温下为液态、半固态及固态的任一形态。具体而言,作为环氧树脂,可以列举出,例如双酚型环氧树脂(例如,双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、二聚酸改性双酚型环氧树脂等)、酚醛清漆型环氧树脂(例如,线型酚醛清漆型环氧树脂、甲酚-线型酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂等)、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂(例如,双芳基芴型环氧树脂等)、三苯基甲烷型环氧树脂(例如,三羟基苯基甲烷型环氧树脂等)等芳香族系环氧树脂;例如三环氧基丙基异氰脲酸酯(三缩水甘油基异氰脲酸酯)、乙内酰脲环氧树脂等含氮环的环氧树脂;例如,脂肪族型环氧树脂;例如,脂环式环氧树脂(例如,双环环型环氧树脂等);例如,缩水甘油醚型环氧树脂;例如,缩水甘油胺型环氧树脂等。上述的环氧树脂可以单独使用或组合两种以上使用。优选可以列举出液态的环氧树脂及固态的环氧树脂的组合,更优选液态的芳香族系环氧树脂及固态的芳香族系环氧树脂的组合等。作为上述的组合,具体而言,可以列举出液态的双酚型环氧树脂及固态的三苯基甲烷型环氧树脂的组合、或液态的双酚型环氧树脂及固态的双酚型环氧树脂的组合。另外,作为环氧树脂,优选可以列举出单独使用半固态的环氧树脂,更优选可以列举出单独使用半固态的芳香族系环氧树脂。作为上述的环氧树脂,更具体而言,可以列举出半固态的芴型环氧树脂。如果为液态的环氧树脂及固态的环氧树脂的组合、或半固态的环氧树脂,可以提高导热性片材的高度差追随性(后述)。另外,环氧树脂的环氧当量例如为100 lOOOg/eqiv.,优选为180 700g/ eqiV.,软化温度(环球法)例如为80°C以下(具体而言,为20 80°C ),优选为70°C以下 (具体而言,为25 70°C)。另外,环氧树脂在80°C时的溶融粘度例如为10 20000mPa · s,也优选为50 IOOOOmPa *s。组合使用两种以上环氧树脂时,作为它们的混合物的溶融粘度被设定在上述的范围内。另外,组合使用常温下的固态的环氧树脂和常温下的液态的环氧树脂时,将软化温度例如小于45°C、优选35°C以下的第1环氧树脂和软化温度例如为45°C以上、优选55°C 以上的第2环氧树脂组合使用。由此,可以将树脂成分(混合物)的运动粘度(依据日本工业标准JIS K 7幻3,后述)设定在期望的范围内,可以提高导热性片材的高度差追随性。另外,例如,可以使环氧树脂中含有硬化剂及硬化促进剂,制备成环氧树脂组合物。硬化剂是通过加热可以使环氧树脂硬化的潜在性硬化剂(环氧树脂硬化剂),例如,可以列举出咪唑化合物、胺化合物、酸酐化合物、酰胺化合物、酰胼化合物、咪唑啉化合物等。另外,除了上述之外,也可以列举出酚类化合物、尿素化合物、多硫化物化合物等。作为咪唑化合物,例如,可以列举出2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等。作为胺化合物,可以列举出例如乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等脂肪族多胺;例如,间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等芳香族多胺等。作为酸酐化合物,可以列举出例如邻苯二甲酸酐、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、 六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基-六氢邻苯二甲酸酐、甲基降冰片烯二酸酐、均苯四甲酸酐、 十二碳烯琥珀酸酐、二氯琥珀酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、六氯降冰片烯二酸酐等。作为酰胺化合物,可以列举出例如双氰胺、多酰胺等。作为酰胼化合物,可以列举出例如己二酸二酰胼等。
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作为咪唑啉化合物,可以列举出例如甲基咪唑啉、2-乙基-4-甲基咪唑啉、乙基咪唑啉、异丙基咪唑啉、2,4-二甲基咪唑啉、苯基咪唑啉、i^一烷基咪唑啉、十七烷基咪唑啉、 2-苯基-4-甲基咪唑啉等。上述的硬化剂可以单独使用或组合使用两种以上。作为硬化剂,优选可以列举出咪唑化合物。作为硬化促进剂,可以列举出例如三乙烯二胺、三-2,4,6_ 二甲基氨基甲基苯酚等叔胺化合物、例如三苯基膦、四苯基鳞四苯基硼酸盐、四-正丁基鳞-ο,ο-二乙基二硫代磷酸酯等磷化合物;例如季铵盐化合物;例如有机金属盐化合物;例如它们的衍生物等。上述的硬化促进剂,可以单独使用或组合两种以上使用。对于环氧树脂组合物中的硬化剂的配合比例,相对于100质量份的环氧树脂,例如为0. 5 50质量份,优选为1 10质量份,硬化促进剂的配合比例,例如为0. 1 10质量份,优选为0.2 5质量份。上述的硬化剂及/或硬化促进剂根据需要可以配制为被溶剂溶解及/或分散的溶剂溶液及/或溶剂分散液而使用。作为溶剂,可以列举出例如丙酮、甲乙酮等酮类;例如乙酸乙酯等酯类;例如N, N-二甲基甲酰胺等酰胺类等有机溶剂等。另外,作为溶剂,也可以列举出例如水,例如甲醇、 乙醇、丙醇、异丙醇等醇类等水系溶剂。作为溶剂,可以列举出优选有机溶剂,更优选酮类、 酰胺类。热塑性树脂成分中,优选可以列举出聚烯烃。作为聚烯烃,优选可以列举出聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物。作为聚乙烯,可以列举出例如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。作为乙烯-丙烯共聚物,可以列举出例如乙烯及丙烯的无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物等。上述的聚烯烃可以单独使用或组合两种以上使用。另外,聚烯烃的重均分子量及/或数均分子量例如为1000 10000。另外,聚烯烃可以单独使用或组合多种使用。另外,树脂成分的利用依据日本工业标准JIS K 7233(气泡粘度计法)的运动粘度试验(温度25°C 士0.5°C,溶剂丁基卡必醇,树脂成分(固态成分)浓度40质量%) 测量的运动粘度例如为0. 22 X IO"4 2. OOX l(T4m7S,优选0. 3 X IO"4 1. 9X l(T4m7S,更优选0. 4Χ10_4 1. 8X10_4m2/s。另外,上述的运动粘度也可以设定为例如0. 22X10_4 1. OOX l(T4m2/s,优选为 0. 3 X IO"4 0. 9 X l(T4m2/s,更优选为 0. 4 X IO"4 0. 8X l(T4m2/s。树脂成分的运动粘度超过上述范围时,有时不能付与导热性片材优异的柔软性及高度差追随性(后述)。另一方面,树脂成分的运动粘度小于上述范围时,有时不能使氮化硼颗粒沿着规定方向取向。另外,在依据日本工业标准JIS K 7233(气泡粘度计法)的运动粘度试验中,比较树脂成分样品中的气泡的上升速度与标准样品(运动粘度已知)中的气泡的上升速度, 判定上升速度一致的标准样品的运动粘度为树脂成分的运动粘度,由此测量树脂成分的运动粘度。而且,在导热性片材上,氮化硼颗粒的基于体积的含有比例(固态成分,即,氮化硼颗粒相对于树脂成分及氮化硼颗粒的总体积的体积百分率)例如为35体积%以上,优选为60体积%以上,优选为75体积%以上,通常,例如为95体积%以下,优选为90体积%以下。氮化硼颗粒的基于体积的含有比例小于上述范围时,有时无法使氮化硼颗粒在导热性片材上沿着规定方向取向。另一方面,氮化硼颗粒的基于体积的含有比例超过上述范围时,有时导热性片材变脆、操作性及高度差追随性降低。另外,相对于100质量份的形成导热性片材的各成分(氮化硼颗粒及树脂成分) 总量(固态成分总量),氮化硼颗粒的质量基准的配合比例例如为40 95质量份,优选为 65 90质量份,相对于100质量份的形成导热性片材的各成分总量,树脂成分的质量基准的配合比例例如为5 60质量份,优选为10 35质量份。另外,相对于100质量份树脂成分,氮化硼颗粒的质量基准的配合比例例如为60 1900质量份,也优选为185 900质量份。另外,组合使用两种环氧树脂(第1环氧树脂及第2环氧树脂)时,第1环氧树脂相对于第2环氧树脂的质量比例(第1环氧树脂的质量/第2环氧树脂的质量)可以根据各环氧树脂(第1环氧树脂及第2环氧树脂)的软化温度等适当设定,例如为1/99 99/1, 优选为10/90 90/10。另外,在树脂成分中,除了上述各成分(聚合物)之外,还包括例如聚合物前驱物 (例如,含有低聚物的低分子量聚合物等)及/或单体。图1是本发明的导热性片材的一实施方式的立体图,图2表示用于说明图1所示的导热性片材的制造方法的工序图。下面,参照图1及图2说明制造本发明的导热性片材的一实施方式的方法。在该方法中,首先,将上述各成分以上述配合比例配合,通过搅拌混合而制备混合物。在该搅拌混合中,为了高效率地混合各成分,例如能将溶剂与上述各成分一起配合,或者,例如能通过加热使树脂成分(优选热塑性树脂成分)熔融。作为溶剂,可以举出与上述同样的有机溶剂。另外,在将上述硬化剂及/或硬化促进剂制备为溶剂溶液及/或溶剂分散液的情况下,不在搅拌混合中添加溶剂,而能将溶剂溶液及/或溶剂分散液的溶剂直接用作搅拌混合的混合溶剂。或者,在搅拌混合中进一步添加溶剂而将其作为混合溶剂。在使用溶剂进行搅拌混合的情况下,在搅拌混合后除去溶剂。在除去溶剂时,例如,在室温下放置1 48小时,或者,例如在40 100°C下加热 0. 5 3小时,或者,例如在0. 001 50kPa的减压气氛下以20 60°C加热0. 5 3小时。在通过加热使树脂成分熔融的情况下,加热温度例如为接近树脂成分的软化温度或超过树脂成分的软化温度的温度,具体而言,该温度为40 150°C,优选为70 140°C。接着,在该方法中,对所获得的混合物进行热压。具体而言,如图2的(a)所示,根据需要,例如用两张离型膜4对混合物进行热压, 从而获得压制片材1A。热压的条件如下所述温度例如为50 150°C,优选为60 140°C, 压力例如为1 lOOMPa,优选为5 50MPa,时间例如为0. 1 100分钟,优选为1 30 分钟。
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并且,优选对混合物进行真空热压。真空热压的真空度例如为1 lOOPa,优选为 5 50 ,温度、压力及时间与上述热压的温度、压力及时间相同。在热压的温度、压力及/或时间在上述范围外的情况下,有时不能将导热性片材1 的空隙率P (后述)调整为期望的值。通过热压获得的压制片材IA的厚度例如为50 1000 μ m,优选为100 800 μ m。接着,在该方法中,如图2的(b)所示,将压制片材IA分割为多个(例如4个)而获得分割片材IB(分割工序)。在压制片材IA的分割中,以沿着厚度方向投影时分割为多个的方式沿着其厚度方向切割压制片材1A。另外,以使各分割片材IB在沿着厚度方向投影时为相同形状的方式将压制片材IA切割。接着,在该方法中,如图2的(c)所示,沿着厚度方向层叠各分割片材IB而获得层叠片材IC (层叠工序)。然后,在该方法中,如图2的(a)所示,对层叠片材IC进行热压(优选进行真空热压)(热压工序)。热压的条件与上述混合物的热压条件相同。热压后的层叠片材IC的厚度例如为Imm以下,优选为0. 8mm以下,通常,例如为 0. 05匪以上,优选为0. 1匪以上。然后,为了在导热性片材1中使氮化硼颗粒2在树脂成分3中沿着规定方向高效率地取向,反复实施上述分割工序(图2的(b))、层叠工序(图2的(C))及热压工序(图 2的(a))这一连串工序。反复次数没有特别限定,可以根据氮化硼颗粒的填充状态适当设定,例如为1 10次,优选为2 7次。由此,能获得导热性片材1。所获得的导热性片材1的厚度例如为Imm以下,优选为0. 8mm以下,通常,例如为 0. 05匪以上,优选为0. 1匪以上。另外,如上所述,导热性片材1中的氮化硼颗粒的基于体积的含有比例(固态成分、即氮化硼颗粒占树脂成分和氮化硼颗粒的总体积的体积百分率)例如为35体积%以上 (优选为60体积%以上,进一步优选为75体积%以上),通常为95体积% (优选为90体积%以下)。在氮化硼颗粒的含有比例小于上述范围的情况下,有时不能使氮化硼颗粒在导热性片材中沿着规定方向取向。另外,在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,例如,在未硬化状态下(或半硬化状态(B阶段状态))反复实施上述分割工序(图2的(b))、层叠工序(图2的(c))及热压工序(图2的(a))这一连串工序,在其最终工序的热压工序(图2的(a))之后,使未硬化(或半硬化状态(B阶段状态))的导热性片材1热硬化,从而也能制作成硬化后的导热性片材1。在使导热性片材1热硬化时,可使用上述热压或干燥机。优选使用干燥机。该热硬化的条件如下所述温度例如为60 250°C,优选为80 200°C。并且,在这样获得的导热性片材1中,如图1及其局部放大示意图所示,氮化硼颗粒2的长度方向LD沿着与导热性片材1的厚度方向交差(正交)的表面方向SD取向。另外,氮化硼颗粒2的长度方向LD与导热性片材1的表面方向SD所成的角度的算术平均值(氮化硼颗粒2相对于导热性片材1的取向角度α )例如为25度以下,优选为20度以下,通常为0度以上。另外,氮化硼颗粒2相对于导热性片材1的取向角度α这样算出利用截面抛光仪(CP,croSS section polisher)沿着厚度方向对导热性片材1进行切割加工,用扫描型电子显微镜(SEM)观察由此所出现的截面,以能够观察200个以上氮化硼颗粒2的视场的倍率拍摄照片,根据所获得的SEM照片,获取氮化硼颗粒2的长度方向LD相对于导热性片材1的表面方向SD(与厚度方向TD正交的方向)的倾斜角α,算出其平均值。由此,导热性片材1的表面方向SD的热导率为4W/m · K以上,优选为5W/m · K以上,更优选为10W/m · K以上,进一步优选为15W/m · K以上,特别优选为25W/m · K以上,通常为200W/m · K以下。另外,在树脂成分3是热硬化性树脂成分的情况下,导热性片材1的表面方向SD 的热导率在热硬化前后实质上相同。当导热性片材1的表面方向SD的热导率小于上述范围时,由于表面方向SD的导热性不充分,因此,有时不能用于那样的表面方向SD的导热性所要求的散热用途。另外,导热性片材1的表面方向SD的热导率利用脉冲加热法测量。在脉冲加热法中,可使用氙气闪光灯分析仪(xenonflash analyzer) “LFA-447型”(NETZSCH公司制)。另外,导热性片材1的厚度方向TD的热导率例如为0. 5 15W/m · K,优选为1 10ff/m · K。另外,导热性片材1的厚度方向TD的热导率利用脉冲加热法、激光闪光法 (laser flash)或TWA法测量。在脉冲加热法中,可以使用于上述相同的仪器,在激光闪光法中,可以使用“TC-9000” (ULVAC-RIK0, Inc.制),在TWA法中,可以使用“ai-Phase mobile,,(ai-Phase Co.,Ltd.制)。由此,导热性片材1的表面方向SD的热导率与导热性片材1的厚度方向TD的热导率之比(表面方向SD的热导率/厚度方向TD的热导率)例如为1.5以上,优选为3以上,更优选为4以上,通常为20以下。另外,在图1中虽然未图示,但在导热性片材1中例如形成有空隙(间隙)。导热性片材1中的空隙的比例、即空隙率P能通过氮化硼颗粒2的含有比例(基于体积)以及氮化硼颗粒2和树脂成分3的混合物的热压(图2的(a))的温度、压力及/ 时间来调整,具体而言,能通过将上述热压(图2的(a))的温度、压力及/或时间设定在上述范围内进行调整。导热性片材1的空隙率P例如为30体积%以下,优选为10体积%以下。上述空隙率P通过如下方法测量首先,利用截面抛光仪(CP)沿着厚度方向对导热性片材1进行切割加工,利用扫描型显微镜(SEM)以200倍观察由此呈现的截面并获得图像,根据所获得的图像,对空隙部分和除空隙部分之外的部分进行二值化处理,接着算出空隙部分占导热性片材1的整个截面积的面积比。另外,在导热性片材1中,硬化后的空隙率P2相对于硬化前的空隙率Pl例如为 100%以下,优选为50%以下。在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,空隙率P (Pl)的测量可以使用热硬化前的导热性片材1。若导热性片材1的空隙率P在上述范围内,则能提高导热性片材1的高度差追随性(后述)。另外,导热性片材1的体积电阻R为IX 10ιαΩ · cm以上,优选为1 X IO12 Ω .cm以上,通常为1Χ102°Ω · cm以下。导热性片材1的体积电阻R依据日本工业标准JIS K 6911(热硬化性塑料通常试验方法、2006年版)来测量。在导热性片材1的体积电阻R小于上述范围的情况下,存在不能防止后述的电子元件之间短路的情况。另外,在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,在导热性片材1中,体积电阻 R为硬化后的导热性片材1的值。另外,在依据日本工业标准JIS K 5600-5-1的圆柱形心轴法进行的耐弯曲性试验中,在以下述试验条件评价导热性片材1时,优选不能观察到断裂。试验条件试验装置类型I心轴直径IOmm弯曲角度90度以上导热性片材1的厚度0. 3mm另外,图10以及图11是表示类型I的试验装置的立体图,下面,说明类型I的试
验装置。在图10以及图11中,类型I的试验装置10包括第一平板11 ;第二平板12,其与第一平板11并列配置;以及心轴(旋转轴)13,其是为了能够使第一平板11和第二平板 12相对转动而设置的。第一平板11形成为大致矩形平板形状。另外,在第一平板11的一端部(可动端部)上设置有止挡件14。止挡件14形成为在第一平板11的表面上沿第一平板11的一端部延伸。第二平板12呈大致矩形平板形状,被配置成其一边与第一平板11的一边(与设有止挡件14的一端部相反的一侧的另一端部(基端部)的一边)相邻。心轴13形成为沿彼此相邻的第一平板11和第二平板12的一边延伸。如图10所示,该类型I的试验装置10在开始耐弯曲性试验之前,使第一平板11 的表面与第二平板12的表面处于同一表面上。并且,在实施耐弯曲性试验时,将导热性片材1载置在第一平板11的表面和第二平板12的表面上。此外,将导热性片材1载置成其一边与止挡件14抵接。接着,如图11所示,使第一平板11与第二平板12相对转动。具体地说,使第一平板11的可动端部和第二平板12的可动端部以心轴13为中心转动规定角度。详细地说,使第一平板11和第二平板12以第一平板11和第二平板12的可动端部的表面接近(相对) 的方式转动。由此,导热性片材1 一边追随第一平板11和第二平板12的转动一边以心轴13为中心弯曲。进一步优选为,在上述试验条件下,在将弯曲角度设定为180度时,在导热性片材 1上也不能观察到断裂。
另外,在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,供弯曲性试验的导热性片材1 为半硬化(B阶段状态)的导热性片材1 (即热硬化前的导热性片材1)。在上述弯曲角度的耐弯曲性试验中在导热性片材1上没有观察到断裂的情况下, 存在不能对导热性片材1付与优异的柔软性的情况。另外,在导热性片材1形成为厚度300 μ m时,导热性片材1对波长500nm的光的透射率为10%以下。在厚度300 μ m的导热性片材1的上述透射率超过上述范围时,不能确保优异的隐蔽性。另外,上述导热性片材1对波长500nm的光的透射率依据日本工业标准JIS K 7361-1 (1997年版)的“塑料透明材料的全光线透射率的试验方法”的记载来测量。详细而言,利用设有积分球的分光光度计来测量。另外,厚度300 μ m的导热性片材1对波长500nm的光的透射率优选为8%以下。在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,导热性片材1对波长500nm的光的透射率在导热性片材1的热硬化前后实质上相同。另外,在导热性片材1中,对500nm的光的表面反射率R为70 %以上,优选为75 % 以上,更优选为80%以上,通常为100%以下。导热性片材1对500nm的光的表面反射率R为以硫酸钡的表面反射率为100%时
的百分率。另外,表面反射率R通过分光光度计来测量,该分光光度计的测量使用积分球以入射角5度实施。在导热性片材1的表面反射率R小于上述范围的情况下,存在不能高效率地反射从后述的发光二极管27发出的500nm的光的情况。另外,在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,导热性片材1的表面反射率R 为硬化后的导热性片材1的值。另外,在依据日本工业标准JIS K 7171(2008年)的3点弯曲试验中,以下述试验条件评价该导热性片材1时,例如在该导热性片材1上不能观察到断裂。试验条件试验片尺寸2(toimX 15謹支点间距离5_试验速度20mm/min (压头的按压速度)弯曲角度120度评价方法通过目视观察以上述试验条件进行试验时、试验片的中央部有无裂纹等断裂。另外,在3点弯曲试验中,在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,可使用热硬化前的导热性片材1。因此,由于在上述的3点弯曲试验中没有观察到断裂,因此,该导热性片材1的高度差追随性优异。另外,所谓高度差追随性是指在将导热性片材1设置在具有高度差的设置对象上时、该导热性片材1沿着该高度差以密合的方式追随该高度差的特性。另外,在导热性片材1上例如能附着有文字、记号等标记。即,导热性片材1的标记附着性优异。所谓标记附着性是能使上述标记可靠地附着在导热性片材1上的特性。
具体而言,标记通过印刷或刻印等附着(涂布、固定或粘合)在导热性片材1上。作为印刷,例如可举出喷墨印刷、凸版印刷、凹版印刷、激光印刷等。另外,在通过喷墨印刷、凸版印刷或凹版印刷来印刷标记的情况下,例如能够在导热性片材1的表面(印刷侧的面)上设置用于提高标记的固定性的墨固定层。另外,在通过激光印刷来印刷标记的情况下,例如能够在导热性片材1的表面(印刷侧的面)上设置用于提高标记的固定性的调色剂固定层。作为刻印,例如可以举出激光刻印、打刻等。另外,在上述热压工序(图2的(a))中,例如也可以利用多个压延辊等对混合物和层叠片材IC进行轧制。并且,上述导热性片材1的表面方向SD的导热性优异,且电绝缘性也优异。因此,若利用导热性片材1覆盖电子元件,能保护该电子元件,且能使电子元件的热高效率地导热,并且能防止电子元件之间短路。另外,作为电子元件,没有特别限定,例如可以举出IC(集成电路)芯片、电容器、 线圈、电阻器、发光二极管等。这些电子元件通常设置在基板上,沿着表面方向(基板的表面方向)相互隔开间隔地配置。另外,在利用导热性片材1覆盖电子元件时,具体而言,在树脂成分为热硬化性树脂成分的情况下,将未硬化(或B阶段状态)的导热性片材1配置在电子元件的表面上,然后使导热性片材1硬化。由此能利用导热性片材1保护电子元件。并且,上述导热性片材1的表面方向SD的导热性优异,且隐蔽性也优异。因此,如图3所示,例如将导热性片材1贴在电力电子学技术所用的电子部件11 的表面上而利用该导热性片材1覆盖该电子部件11,使标记10形成(附着)在该导热性片材1的表面上,即使从该表面观察导热性片材1,电子部件11也被导热性片材1隐蔽。因此,不能看到电子部件11,而仅能看到标记10。结果,能清楚地识别标记10,且能使电子部件11的热沿着导热性片材1的表面方向SD散热。如图3所示,电子部件11例如包含IC(集成电路)芯片6、电容器7、线圈8及/ 或电阻器9等。另外,在图3中虽未图示,但电子部件11除了上述之外例如还可以包含发
光二极管等。另外,上述电子部件11安装在安装基板5的表面(一个面)上,在该安装基板5 上,电子部件11沿着表面方向(安装基板5的表面方向SD)彼此隔开间隔地配置。另外,标记10显示电子部件11的件号及/或制造年月日等信息。在树脂成分为热硬化性树脂成分的情况下,将导热性片材1贴在电子部件11上,然后例如通过印刷或封印墨而在硬化了的导热性片材1的表面上形成标记10。墨的颜色没有特别限制。另外,除了墨之外,例如也可以由铅笔的芯材料、通常为石墨和粘土的混合物形成标记10,在该情况下,使用铅笔,利用其芯材料形成标记10。另外,在树脂成分为热硬化性树脂成分的情况下,也可以通过如下方式形成标记 10 将导热性片材1贴在电子部件11上之后,如图3的假想线所示,例如通过上述刻印在硬化前(未硬化)的导热性片材1的表面上形成凹部,然后使导热性片材1硬化而形成为凹部。作为刻印,例如可以举出打痕(打刻)或激光加工(激光刻印)等。
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图4是包括由图1所示的导热性片材1构成的导热性光反射层的发光二极管安装基板的剖视图,图5是用于说明发光二极管安装基板的制造方法及发光二极管的安装方法的工序图。下面,参照图4及图5说明本发明的发光二极管安装基板的一实施方式。在图4及图5的(c)中,该发光二极管安装基板30包括基板25和形成在基板25 的表面的导热性光反射层26。基板25形成为平板状,由与上述树脂成分相同的成分形成。另外,如图4的假想线所示,在基板25上隔着导热性光反射层沈安装有发光二极管27(参照图5的(d))。导热性光反射层沈由上述导热性片材1构成,形成在基板25的整个上表面上。另外,在发光二极管安装基板30上设有布线四和散热构件32 (参照图4和图5 的⑷)。布线四形成在导热性光反射层沈的上表面上,形成为与发光二极管27电连接的图案。布线四例如由铜、金等导体材料形成。散热构件32例如为散热器等,设置为与基板25的整个下表面接触。在制造发光二极管安装基板30时,首先,如图5的(a)所示,准备基板25,接着,如图5的(b)所示,在基板25的表面上形成导热性光反射层26。在形成导热性光反射层沈时,例如在树脂成分为热硬化性树脂成分的情况下,将 B阶段状态的导热性片材1载置在基板25的整个上表面上,然后通过加热使导热性片材1 热硬化,将导热性片材1粘接在基板25的上表面上。接着,如图5的(c)所示,通过公知的布线形成方法在导热性片材1的表面上形成布线29。由此,获得发光二极管安装基板30。然后,在所获得的发给二极管安装基板30上安装发光二极管27。在将发光二极管27安装于发光二极管安装基板30上时,如图5的(d)所示,首先,将发光二极管27载置在导热性光反射层沈的上表面上,然后利用线观将发光二极管 27和布线四连接起来(引线接合)。另外,在发光二极管安装基板30的下表面上设有散热构件32。并且,上述导热性片材1的表面方向SD的导热性优异,且表面反射率R也优异。因此,若在包括由该导热性片材1构成的导热性光反射层沈的发光二极管安装基板30上安装发光二极管27,能在导热性光反射层沈上高效率地将从发光二极管27发出的光向上方反射,且能利用导热性光反射层26使从发光二极管27发出的热高效率地沿着表面方向SD导热。详细而言,就安装面积较小的发光二极管27而言,基板25的安装有发光二极管27 的部分局部地变成高温,就上述发光二极管安装基板30而言,能使从发光二极管27发出的热在导热性光反射层26上沿着表面方向分散(扩散),且能使该热从导热性光反射层沈分散到散热构件32。因此,能使发光二极管27的热通过导热性光反射层沈高效率地导热至散热构件32。结果,能可靠地防止发光二极管安装基板30的发光效率降低。图6表示本发明的导热性粘接片材的一实施方式的剖视图,图7表示用于说明将图6所示的导热性粘接片材粘接或粘着于电子部件及安装基板上的方法的工序图。下面,参照图6和图7说明将上述导热性粘接片材作为导热性层设置的导热性粘接片材。在图6中,该导热性粘接片材41包括导热性层42和层叠在导热性层42的表面上的粘接剂层43或粘着剂层43 (以下,有时将它们统称为“粘接、粘着层43”)。导热性层42形成为平板片状,由上述导热性粘接片材41构成。如图6所示,粘接、粘着层43形成在导热性层42的整个下表面上。粘接、粘着层43在常温气氛和加热气氛下具有柔软性,且具有粘接性或粘着性 (粘性),粘接、粘着层43由通过加热或加热后的冷却能体现粘接作用的粘接剂或能体现粘着作用的粘着剂构成。作为粘接剂,例如可以举出热硬化型粘接剂、热熔型粘接剂等。热硬化型粘接剂通过利用加热而使其热硬化并固化从而粘接在被接体上。作为热硬化型粘接剂,例如可以举出环氧系热硬化型粘接剂、聚氨酯系热硬化型粘接剂、丙烯酸系热硬化型粘接剂等。优选环氧系热硬化型粘接剂。热硬化型粘接剂的硬化温度例如为100 200°C。热熔型粘接剂通过利用加热使其熔融或软化而热熔接在被接体上,然后通过冷却使其固化而粘接在被接体上。作为热熔型粘接剂,例如可以举出橡胶系热熔型粘接剂、聚酯系热熔型粘接性、聚烯烃系热熔型粘接剂等。优选橡胶系热熔型粘接剂。热熔型粘接剂的软化温度(环球法)例如为100 200°C。另外,热熔型粘接剂的熔融粘度在180°C下例如为100 30000mPa · s。另外,根据需要,在上述粘接剂中例如也可以含有导热性颗粒。作为导热性颗粒,例如可以举出导热性无机颗粒、导热性有机颗粒,优选导热性无机颗粒。作为导热性无机颗粒,例如能够列举出氮化硼颗粒、氮化铝颗粒、氮化硅颗粒、氮化镓颗粒等氮化物颗粒、例如氢氧化铝颗粒、氢氧化镁颗粒等氢氧化物颗粒、例如氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化钛颗粒、氧化锌颗粒、氧化锡颗粒、氧化铜颗粒、氧化镍颗粒等氧化物颗粒、例如碳化硅颗粒等碳化物颗粒、例如碳酸钙颗粒等碳酸盐颗粒、例如钛酸钡颗粒、钛酸钾颗粒等钛酸盐颗粒等金属酸盐颗粒、例如铜颗粒、银颗粒、金颗粒、镍颗粒、铝颗粒、白金颗粒等金属颗粒等。上述导热性颗粒可以单独使用或组合使用两种以上。作为导热性颗粒,例如可举出块状、针状、板状、层状、管状等。导热性颗粒的平均粒径例如为0. 1 1000 μ m。另外,导热性颗粒例如具有各向异性的导热性或各向同性的导热性。优选具有各向同性的导热性。导热性颗粒的热导率例如为lW/m ·Κ以上,优选为2W/m ·Κ以上,更优选为3W/m ·Κ 以上,通常为1000W/m · K以下。导热性颗粒的配合比例相对于粘接剂100质量份例如为0. 01 10质量份。在将导热性颗粒与粘接剂配合时,将导热性颗粒以上述配合比例加入粘接剂中进行搅拌混合。由此,将粘接剂制备为导热性粘接剂。
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导热性粘接剂的热导率例如为0. 01ff/m · K以上,通常为100W/m · K以下。另外,作为粘着剂,例如可以举出橡胶系粘着剂、硅酮系粘着剂等。另外,也可以使粘着剂中以与上述相同的比例含有上述导热性颗粒,从而将粘着剂制备为导热性粘着剂。 导热性粘着剂的热导率与上述相同。粘接、粘着层43的厚度例如为10 500 μ m,优选为20 200 μ m。并且,为了获得导热性粘接片材41,首先,准备上述导热性层42,接着,将粘接、粘着层43层叠在导热性层42的表面上。通过在粘接剂(具体而言热硬化型粘接剂)或粘着剂中配合上述溶剂并使其溶解来制备清漆,将该清漆涂布在分离片的表面上,然后通过常压干燥或真空(减压)干燥除去清漆的有机溶剂。另外,清漆的固态成分浓度例如为10 90质量%。然后,将粘接、粘着层43贴合在导热性层42上。在贴合粘接、粘着层43和导热性层42时,根据需要进行压接或热压接。下面,使用图7说明将导热性粘接片材41粘接在电子部件11和安装基板5上的方法。首先,在该方法中,如图7的(a)所示,分别准备导热性粘接片材41和安装基板 5。在安装基板5的表面(上表面)上安装有上述电子部件11。接着,在该方法中,如图7的(b)所示,将导热性粘接片材41热压接在电子部件11 和安装基板5上。具体而言,首先,将导热性粘接片材41和安装基板5以粘接、粘着层43与电子部件11相对的方式配置,接着,使它们彼此接触,对导热性粘接片材41加热,并将导热性粘接片材41朝向安装基板5压接(按压、热压接)。压接例如使由硅酮树脂等树脂构成的海绵辊一边对导热性粘接片材41进行按压一边在导热性粘接片材41的背面(导热性层42的上表面)上滚动。加热温度例如为40 120°C。在该热压接中,由于进一步提高了粘接、粘着层43的柔软性,因此,从安装基板5 的表面(上表面)向表侧(上侧)突出的电子部件11戳破粘接、粘着层43,电子部件11的表面(上表面)与导热性层42的表面(下表面)接触。并且,形成在电子部件11周围的间隙(例如电阻器9和安装基板5之间的间隙)14被粘接、粘着层43填充。并且,在用于连接电子部件11 (具体而言IC芯片6和电阻器9)和安装基板5的未图示的端子及/或线 15上缠绕覆盖有粘接、粘着层43。详细而言,电子部件11的上表面(及侧面的上部)被导热性层42覆盖。另一方面,电子部件11的侧面(下部的侧面)被粘接、粘着层43覆盖(粘接或粘着),该粘接、粘着层43被电子元件11冲破。更具体而言,在热压接中,在树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,由于树脂成分处于B阶段状态,因此,导热性层42粘着在从电子部件11暴露出的安装基板5的表面(上表面)上。并且,在电子部件11的厚度厚于粘接、粘着层43的厚度时,在导热性层 42上,电子部件11的上部从导热性层42的表面朝向内部进入。另外,在粘接剂为热熔型粘接剂的情况下,通过上述热压接使粘接、粘着层43熔融或软化而热熔着在安装基板5的表面和电子部件11的侧面上。接着,通过将导热性粘接片材41在常温下放置而冷却,从而将粘接、粘着层43粘接在安装基板5的表面及电子部件 11的侧面上。另一方面,在粘接、粘着层43的粘接剂层为热硬化型粘接剂的情况下,通过上述热压接使粘接剂成为B阶段状态,导热性粘接片材41暂时固定安装基板5和电子部件11, 接着,进一步加热导热性粘接片材41,从而使粘接、粘着层43热硬化而粘接在安装基板5的表面及电子部件11的侧面上。在使粘接、粘着层43热硬化时,可使用热压或干燥机。优选使用干燥机。该热硬化的条件加热温度例如为100 250°C,优选为120 200°C,加热时间例如为10 200 分钟,优选为60 150分钟。另外,在导热性层42中的树脂成分3为热硬化性树脂成分的情况下,在粘接、粘着层43热熔着及/或热硬化的同时,使未硬化状态的导热性层42热硬化。并且,上述导热性粘接片材41的表面方向SD的导热性优异,且粘接性或粘着性也优异。因此,该导热性粘接片材41能以优异的粘接性或粘着性粘接或粘着在安装基板5 和电子部件11上,且能使电子部件11的热沿着表面方向SD散热。特别是,在安装基板5和电子部件11上长时间施加有振动、反复应力及/或热循环(加热及冷却的反复工序)的情况下,能够将导热性粘接片材41用于上述需要耐久性的安装基板5和电子部件11的粘接及散热。并且,上述导热性粘接片材41的粘接、粘着层43形成在导热性层42的整个表面上,由于电子部件11戳破粘接、粘着层43,因此,不需要将导热性粘接片材41相对于电子部件11准确地定位,而在将导热性粘接片材41与安装基板5相对配置之后进行热压接即可, 因此,能简单地将导热性粘接片材41粘接或粘着在电子部件11上。另外,在粘接、粘着层43形成在导热性层42的整个表面上的情况下,粘接、粘着层 43优选由导热性粘接剂或导热性粘着剂形成。图8表示本发明的导热性粘接片材的另一实施方式(在粘接、粘着层形成有开口部的方式)的剖视图,图9表示用于说明将图8所示的导热性粘接片材粘接或粘着在电子部件和安装基板上的方法的工序图。另外,在以下的各附图中,对与上述各部相对应的构件标注相同的附图标记,并省略详细说明。在上述图6及图7的(a)的说明中,粘接、粘着层43形成在导热性层42的整个表面上,但例如如图8及图9的(a)所示,也可以形成在导热性层层42的表面的一部分上。在图8中,在粘接、粘着层43上形成有沿着厚度方向贯穿的开口部53。开口部53在粘接、粘着层43上以与电子部件11相同的图案开口。即,各开口部 53与安装基板5相对配置,在沿着厚度方向投影时,形成为与各电子部件11相同的外形形状。即,开口部53形成为在后述的导热性粘接片材41相对于安装基板5的压接中与电子部件11嵌合的图案。另外,粘接、粘着层43优选由不含有导热性颗粒的粘接剂或粘着剂形成。在将粘接剂层43层叠在导热性层42的表面上时,将粘接、粘着剂隔着具有与开口部53相同图案的掩模(未图示)涂布或热压接在导热性层42的表面上,然后升起掩模。掩模例如由不锈钢等金属材料形成,根据需要,利用硅酮系化合物对掩模的背面(与导热性层42相对的面)进行离模处理。掩模的厚度例如为10 1000 μ m。在将包括具有开口部53的粘接、粘着层43的导热性粘接片材41粘接或粘着在安装基板5和电子部件11上时,首先,如图9的(a)所示,分别准备导热性粘接片材41和安装基板5,接着,如图9的(b)所示,将导热性粘接片材41热压接在安装基板5上。在导热性粘接片材41的热压接中,以在沿着厚度方向投影时电子部件11和粘接剂层43的开口部53位于相同位置的方式将导热性粘接片材41相对于电子部件11定位后, 一边对导热性粘接片材41进行加热一边使电子部件11与开口部53相嵌合,从而将电子部件11填充及收容在粘接、粘着层43的开口部53内。因此,导热性层42可靠地与电子部件11的上表面(及上部的侧面)接触,能直接粘接或粘着在电子部件11的上表面上。结果,能使电子部件11的热沿着表面方向SD可靠地散热。另外,在上述说明中,在粘接、粘着层43上形成有沿着厚度方向贯穿的开口部53, 但虽然未图示,也可以代替开口部53以与电子部件11的厚度相对应的方式形成从粘接、粘着层43的表面朝向内部凹陷的凹部。另外,在上述的说明中,将粘接、粘着层43层叠在导热性层42的一个面上,但例如如图6的假想线及图8的假想线所示,也可以在导热性粘接片材41的两面(上表面和下表面)上形成粘接、粘着层43。另外,在上述说明中,将粘接、粘着层43层叠在导热性层42的两个面的整面上 (图6的假想线)或者层叠在导热性层42的两个面的一部分上(图8的假想线),但例如如图8的实线和虚线所示,也可以将粘接、粘着层43形成在导热性层42的整个上表面(虚线、一个面的整个面)上,并且形成在导热性层42的下表面的一部分(实线、另一面的一部分上)。以下表示制备例及实施例,用于进一步具体地说明本发明,但对本发明没有任何限制。实施例1将13. 42g的PT-110 (商品名,板状的氮化硼颗粒,平均粒径(光散射法)45 μ m,Mo mentive 'Performance 'Materials .Japan公司制)和 1. Og 的 JER^8(商品名,双酚A型环氧树脂,第1环氧树脂,液态,环氧当量184 194g/eqiV.,软化温度(环球法)小于25°C,溶融粘度(80°C )70mPa-s,日本环氧树脂公司制)、及2. Og的EPPN-501HY(商品名,三苯基甲烷型环氧树脂,第2环氧树脂,固态,环氧当量163 175g/eqiV.,软化温度(环球法)57 63°C,日本化药公司制)和3g(固态成分0. 15g)的硬化剂(Curezol 2P4MHZ-PW(商品名,四国化成公司制)的5质量%甲乙酮分散液)(相对于作为环氧树脂的JER^S及EPPN-501HY 的总量为5质量%)配合并进行搅拌,在室温下放置1晚,使甲乙酮(硬化剂的分散剂)挥发,制备半固态的混合物。另外,在上述配合中,氮化硼颗粒占除了硬化剂之外的固态成分(即氮化硼颗粒和环氧树脂的固态成分)的总体积的体积百分率(体积% )为70体积%。接着,用硅酮处理后的两张离型膜夹持所获得的混合物,利用真空加热压机在80°C、IOPa的气氛(真空气氛)下、以5吨的载荷(20MPa)对它们热压两分钟,从而获得了厚度0. 3mm的压制片材(参照图2的(a))。然后,以在沿着压制片材的厚度方向投影时分割为多个的方式切割所获得的压制片材而获得分割片材(图2的(b)),接着,沿着厚度方向层叠分割片材而获得层叠片材(参照图2的(c))。接着,利用与上述同样的真空加热压机在与上述相同的条件下对所获得的层叠片材进行热压(参照图2的(a))。接着,重复4次上述切割、层叠及热压这一连串操作(参照图2),从而获得了厚度 0. 3mm的导热性片材(B状态)。然后,将所获得的导热性片材投入到干燥机中,以150°C加热120分钟而使其热硬化。实施例2 9及11 16依据表1 表3的配合处方及制造条件,与实施例1同样地进行处理而获得了导热性片材。实施例10依据表2的配合处方配合并搅拌各成分(氮化硼颗粒和聚乙烯)而制备成了混合物。即,在各成分的搅拌中,加热到130°C而使聚乙烯熔融。接着,用硅酮处理后的两张离型膜夹持所获得的混合物,利用真空加热压机在 120°C、IOPa的气氛(真空气氛)下、以1吨的载荷(4MPa)对它们热压两分钟,从而获得了厚度0. 3mm的压制片材(参照图2的(a))。然后,以在沿着压制片材的厚度方向投影时分割为多个的方式切割所获得的压制片材而获得分割片材(图2的(b)),接着,沿着厚度方向层叠分割片材而获得层叠片材 (参照图2的(c))。接着,利用与上述同样的真空加热压机在与上述相同的条件下对所获得的层叠片材进行热压(参照图2的(a))。接着,重复4次上述切割、层叠及热压这一连串操作(参照图2),从而获得了厚度 0. 3mm的导热性片材。在实施例1 16的导热性片材中,将热硬化前的片分别作为制备例1 16的导热性片材。导热件粘接片材的制作实施例17在分离片的表面上涂布环氧系热硬化型粘接剂的清漆(溶剂MEK、固态成分50 质量%、无填料型),使该环氧系硬化型粘接剂的清漆在干燥时的厚度为25 μ m。接着,通过真空干燥除去MEK而形成粘接剂层。接着,使粘接剂压接在制备例1的导热性层上,由此制作了导热性粘接片材(参照图6)。实施例18 32除了代替制备例1的导热性层而分别使用表4所记载的制备例2 16的导热性层之外,与实施例1同样地进行处理,制作了导热性粘接片材(参照图6)。
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实施例33在实施例17的导热性层上隔着与下一个评价中详述的电子部件(IC芯片、电容器及电阻器)相同图案的不锈钢制的金属掩模(厚度ΙΟΟμπκ在背面上已进行了离型处理)层叠橡胶系热熔型粘接剂(商品名ΗΜ409、软化温度110°C、熔融粘度(180°C)、 1200mPa · s, Cemedine Co.,Ltd.制),然后升起金属掩模而形成了具有开口部的、厚度 100 μ m的粘接剂层。由此制作了导热性粘接片材(参照图8)。实施例34 48除了代替制备例1的导热性层而分别使用表4所记载的制备例2 16的导热性层之外,与实施例33同样地进行处理,制作了导热性粘接片材(参照图5)。导热件粘梓片材及安装某板的粘梓A.实施例17 32的导热性粘接片材及安装基板的粘接准备安装有电子部件(IC芯片、电容器、线圈及电阻器)的安装基板(参照图7的 (a))。接着,使用由硅酮树脂构成的海绵辊在80°C下将实施例17 32的导热性粘接片材分别热压接并暂时固定在电子部件及安装基板上。在热压接中,电子部件戳破粘接剂层而与导热性层接触。然后,在150°C下加热120分钟,从而使导热性层及粘接剂层这两者热硬化,使导热性粘接片材粘接于电子部件及安装基板上(参照图4的(b))。在热硬化中,将导热性层粘接在电子部件的表面上,将粘接剂层粘接在安装基板的表面及电子部件的侧面上。B.实施例33 48的导热性粘接片材及安装基板的粘接准备了安装有电子部件(IC芯片、电容器、线圈及电阻器)的安装基板(参照图9 的(a))。接着,以电子部件和粘接剂层的开口部位于相同位置的方式将实施例33 48的导热性粘接片材在厚度方向相对于电子部件定位后,使电子部件与开口部相嵌合,将导热性粘接片材在120°C下分别热压接于安装基板上。利用该热压接使粘接剂层熔融而热熔着于安装基板的表面及电子部件的侧面上,并且使导热性层热硬化并固化而粘接于电子部件的表面上。然后,在室温下放置而冷却,从而使粘接剂固化而粘接于安装基板的表面及电子部件的侧面上。由此,将导热性粘接片材粘接在安装基板上(参照图9的(b))。ML1.热导率对由实施例1 16获得的导热性片材测量了热导率。S卩,通过使用氙气闪光灯分析仪“LFA-447型”(NETZSCH公司制)的脉冲加热法测量表面方向(SD)的热导率。将结果示于表1 表3中。2.体积电阻测量了由实施例1 16所获得的导热性片材的体积电阻(R)。
S卩,依据日本工业标准JIS K 6911(热硬化性塑料通常试验方法、2006年版)测量导热性片材的体积电阻(R)。将结果示于表1 表3中。3.透射率(日本工业标准JIS K 7361-1 (1997年版))依据日本工业标准JIS K 7361-1 (1997年版)测量由实施例1 16所获得的厚度300 μ m的导热性片材对波长500nm的光的透射率。S卩,依据日本工业标准JIS K 7361-1 (1997年版)的“塑料透明材料的全光线透射率的试验方法”的记载,利用设有积分球的分光光度计(U-4100、日立制作所制)测量导热性片材的透射率。将结果示于表1 3中。4.隐蔽性将由实施例1 16所获得的厚度300微米5的导热性片材贴在七U * 一卜(商品名、在表面形成有黄色及黑色的条纹图案的树脂片材、日本U 7 L^ ”卜化学工業公司制) 的表面上。5.粘接性尝试着从安装基板剥离由实施例17 48所获得的导热性粘接片材。结果,无论哪个导热性粘接片材,都产生了凝聚破坏(即粘接剂层破坏)。因此,可以确认实施例17 48的导热性粘接片材的粘接性或粘着性优异。将结果示于表4及表5中。6.表面反射率测量了由实施例1所获得的导热性片材对500nm的光的表面反射率(R)。SP,使用分光光度计(U4100、日立〃 4〒夕公司制)以入射角5度测量表面反射率 (R)。另外,导热性片材的表面反射率(R)使用积分球以硫酸钡粉末的反射率作为表面反射率的基准(即100% )来进行测量。另外,在150°C下对导热性片材(B阶段状态)加热120分钟,使其热硬化(完全硬化)后,将其用于测量表面反射率。将结果示于表1 表3中。7.空隙率(P)利用下述测量方法测量了实施例1 16的热硬化前的导热性片材的空隙率(Pl)。空隙率的测量方法如下所述首先,利用截面抛光仪(CP)沿着厚度方向对导热性片材进行切割加工,用扫描型电子显微镜(SEM)以200倍观察由此呈现的截面并获得图像。 然后,根据所获得的图像对空隙部分和除空隙部分之外的部分进行二值化处理,接着算出空隙部分占导热性片材的整个截面积的面积比。将结果示于表1 表3中。8.高度差追随性(3点弯曲试验)依据日本工业标准JIS K 7171 (2008年)对实施例1 16的热硬化前的导热性片材实施下述试验条件下的3点弯曲试验,从而根据下述评价基准评价高度差追随性。将结果示于表1 表3中。试验条件
试验片尺寸 20mm X 15mm支点间距离5mm试验速度20mm/min (压头的按压速度)弯曲角度120度评价基准◎完全没有观察到断裂。〇几乎没有观察到断裂。X能清楚地观察到断裂。9.印刷标记可视性(印刷标记附着性由喷墨印刷或激光印刷所印刷的标记的附着性)通过喷墨印刷和激光印刷在实施例1 16的导热性片材上印刷标记,观察该标记。结果可确认,在实施例1 16的导热性片材的任一个上都能良好地看到由喷墨印刷和激光印刷这两者所印刷的标记,印刷标记附着性良好。表 1
权利要求
1.一种导热性片材,其含有板状的氮化硼颗粒,其特征在于,上述导热性片材的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m · K以上, 体积电阻为IX 101° Ω · cm以上。
2.一种导热性片材,其含有板状的氮化硼颗粒,其特征在于,上述导热性片材的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m · K以上, 厚度300 μ m的上述导热性片材对波长500nm的光的透射率为10%以下。
3.一种导热性片材,其含有板状的氮化硼颗粒,其特征在于,上述导热性片材的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m · K以上, 上述导热性片材对500nm的光的表面反射率为以硫酸钡的表面反射率为100%时的 70%以上。
4.一种发光二极管安装基板,其特征在于,该发光二极管安装基板包括 基板,其用于安装发光二极管;导热性光反射层,其形成在上述基板的表面上,由权利要求3所述的导热性片材构成的导热性光反射层构成。
5.—种导热性粘接片材,其特征在于,该导热性粘接片材包括导热性层,其含有板状的氮化硼颗粒,上述导热性层的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m · K以上;粘接剂层或粘着剂层,其层叠在上述导热性层的至少一个面上。
全文摘要
本发明提供导热性片材、发光二极管安装基板和导热性粘接片材。导热性片材含有板状的氮化硼颗粒。导热性片材的与厚度方向正交的方向的热导率为4W/m·K以上,体积电阻为1×1010Ω·cm以上。另外,导热性片材对波长500nm的光的透射率为10%以下。另外,导热性片材对500nm的光的表面反射率(R)为以硫酸钡的表面反射率为100%时的70%以上。发光二极管安装基板包括用于安装发光二极管的基板和形成在基板的表面上、由上述导热性片材构成的导热性光反射层。导热性粘接片材包括由上述导热性片材构成的导热性层和层叠在导热性层的至少一个面上的粘接剂层或粘着剂层。
文档编号C08L63/00GK102190862SQ20111003463
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月30日 优先权日2010年1月29日
发明者内山寿惠, 原和孝, 平野仁嗣, 泉谷诚治, 福冈孝博 申请人:日东电工株式会社
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