特表 2019-521520 熱伝導性薄膜シートおよびこれを含む物品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2019-521520(P2019-521520A)

(43)【公表日】2019年7月25日

(54)【発明の名称】熱伝導性薄膜シートおよびこれを含む物品

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20190704BHJP

   H01L 23/373 20060101ALI20190704BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20190704BHJP

   B32B 5/16 20060101ALI20190704BHJP

   B32B 27/14 20060101ALI20190704BHJP

   B32B 27/20 20060101ALI20190704BHJP

   B32B 7/022 20190101ALI20190704BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/36 D

   H01L23/36 M

   H05K7/20 F

   B32B5/16

   B32B27/14

   B32B27/20 Z

   B32B7/022

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2018-565741(P2018-565741)

(86)(22)【出願日】2017年6月14日

(85)【翻訳文提出日】2019年2月13日

(86)【国際出願番号】KR2017006189

(87)【国際公開番号】WO2017217759

(87)【国際公開日】20171221

(31)【優先権主張番号】10-2016-0075643

(32)【優先日】2016年6月17日

(33)【優先権主張国】KR

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ

(71)【出願人】

【識別番号】318017154

【氏名又は名称】インドン・エレクトロニクス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＯＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132263

【弁理士】

【氏名又は名称】江間 晴彦

(74)【代理人】

【識別番号】100197583

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 健

(72)【発明者】

【氏名】ユ・ソンウン

【テーマコード（参考）】

4F100

5E322

5F136

【Ｆターム（参考）】

4F100AA37A

4F100AB01A

4F100AK01A

4F100AK51A

4F100BA03

4F100BA06

4F100BA10B

4F100BA10C

4F100CA23A

4F100CA23B

4F100CA23C

4F100CB00A

4F100CB02A

4F100EJ17B

4F100EJ17C

4F100GB41

4F100JA02A

4F100JA02B

4F100JA02C

4F100JB13A

4F100JJ01A

4F100JJ01B

4F100JJ01C

4F100JL11A

4F100YY00A

4F100YY00B

4F100YY00C

5E322AA03

5E322AA11

5E322AB06

5E322FA05

5E322FA06

5F136BC05

5F136BC07

5F136DA33

5F136FA22

5F136FA62

5F136FA63

5F136FA82

5F136GA12

(57)【要約】

本発明は、電子デバイスに集積された素子等を熱から保護するための熱伝導性薄膜、およびそれを含む物品に関する。熱伝導性薄膜シートは、複合フィラーを有する熱伝導性接着フィルムの両面に熱伝導性フィラー層が形成されているので、熱伝導性薄膜シートは、引張強度および可撓性に優れ、そのため、取り扱いが容易であると共に、熱伝導性フィラーの充填率が高い。したがって、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ等の発光源が採用された又はＩＣチップが高度に集積された電子デバイス、照明器具等の種々の物品に熱伝導性薄膜シートを適用することにより、使用時に発生する熱を効果的に除去することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、（ｂ）バインダー樹脂、ならびに（ｃ）接着剤を含む熱伝導性接着フィルムと、
（Ｂ）前記熱伝導性接着フィルムの両側に形成された熱伝導性フィラー層と
を含む熱伝導性薄シートであって、
前記熱伝導性フィラー層は、接着剤またはバインダー樹脂を含まない固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーを押圧することで形成され、前記熱伝導性薄シートは、２０〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の引張強度および４０〜９０重量％のフィラー充填率を有し、該フィラー充填率は、前記熱伝導性薄シートの総重量に対する、前記熱伝導性薄シートに含まれる前記複合フィラーおよび前記熱伝導性フィラーの合計重量の割合で表される比率である、熱伝導性薄シート。

【請求項2】

前記熱伝導性薄シートは、２０〜１０００μｍの総厚さ、５０〜９０重量％のフィラー充填率、および２５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の引張強度を有する、請求項１に記載の熱伝導性薄シート。

【請求項3】

前記熱伝導性薄シートは、２５〜５００μｍの総厚さ、６０〜９０重量％のフィラー充填率、および３０〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の引張強度を有する、請求項１に記載の熱伝導性薄シート。

【請求項4】

前記金属フィラーは、デンドライト構造を有し且つ少なくとも１種の金属成分を含有する金属粒子であり、前記カーボン系フィラーはキッシュ黒鉛粉末である、請求項１に記載の熱伝導性薄シート。

【請求項5】

（１）（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、ならびに（ｂ）バインダー樹脂を含む熱伝導性組成物を調製することと、
（２）前記熱伝導性組成物に接着剤を混合し、該熱伝導性組成物をシート状に成形し、成形したシートを乾燥させて、熱伝導性接着フィルムを得ることと、
（３）接着剤またはバインダー樹脂を含まない固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーをコーティングすることにより、前記熱伝導性接着フィルムの両側に熱伝導性フィラー層を形成してシートを得ることと、
（４）得られた前記シートを圧延することで、前記熱伝導性フィラーの固体粒子を押圧して互いに結合させることと
を含む、請求項１に記載の熱伝導性薄シートの製造方法。

【請求項6】

工程（１）における前記熱伝導性組成物の調製が、
（１ａ）カーボン系フィラーを準備することと、
（１ｂ）前記カーボン系フィラーを、アセテート溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒の溶媒混合物に加え、これらを撹拌して、第１分散溶液を得ることと、
（１ｃ）前記第１分散溶液に金属フィラーを加え、これらを撹拌して、第２分散溶液を得ることと、
（１ｄ）前記第２分散溶液にバインダー樹脂を加え、これらを撹拌して、液状の組成物を得ることと
を含む、請求項５に記載の熱伝導性薄シートの製造方法。

【請求項7】

前記金属フィラーは、前記カーボン系フィラー１００重量部あたり２０〜４００重量部の量が用いられ、前記溶媒混合物は、前記カーボン系フィラーおよび前記金属フィラーの合計１００重量部あたり３００〜５００重量部の量が用いられ、前記バインダー樹脂は、前記複合フィラー１００重量部あたり２５〜５００重量部の量が用いられ、前記溶媒混合物は、アセテート溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒を１：１〜２：３〜７の重量比で混合したものである、請求項６に記載の熱伝導性薄シートの製造方法。

【請求項8】

前記熱伝導性組成物は、ｐＨ５〜８においてゼータ電位が２０〜１００ｍＶの範囲の分散分布を有する、請求項６に記載の熱伝導性薄シートの製造方法。

【請求項9】

工程（３）における前記熱伝導性フィラーは、以下の工程：
（３ａ）長方形の孔を有する格子状メッシュによる第１のふるいがけ、
（３ｂ）長方形の孔および正方形の孔を共に有する格子状メッシュによる第２のふるいがけ、ならびに
（３ｃ）正方形の孔を有する格子状メッシュによる第３のふるいがけ
を順番に行うことにより分級されたものであり、
前記長方形の孔は、長さが１５〜３０μｍ、幅が５〜１０μｍであり、前記正方形の孔は、長さおよび幅が５〜１０μｍである、請求項５に記載の熱伝導性薄シートの製造方法。

【請求項10】

前記熱伝導性フィラーのコーティングは、前記熱伝導性接着フィルムに電流を印加しながら行う、請求項５に記載の熱伝導性薄シートの製造方法。

【請求項11】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱伝導性薄シートを含む物品。

【請求項12】

前記物品が、電子デバイス、電子デバイスのケース、照明デバイス、バッテリーまたはバッテリーケースである、請求項１１に記載の物品。

【請求項13】

前記電子デバイスが、携帯電話、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、バーチャルリアリティ（ＶＲ）デバイス、セットトップ・ボックス、携帯ゲーム機、外付けハードディスクドライブ、ＭＰ３プレーヤー、ビーム・プロジェクター、テレビ、モニター、車両用ブラック・ボックス、車両用ナビゲーター、通信デバイス、電力変換機、電力供給機または医療用電子デバイスであり、前記照明デバイスは、ＬＥＤ照明デバイスまたは電球である、請求項１２に記載の物品。

【請求項14】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱伝導性薄シートを用いることにより、物品から熱を放散させる方法。

【請求項15】

前記物品は、熱源を含むバッテリー、電子デバイスまたは照明デバイスであり、前記熱伝導性薄シートは、前記熱源の表面、前記熱源に密接するヒートシンクの表面、または前記熱源に隣接する物品のケーシングに直接取り付けられる、請求項１４に記載の物品から熱を放散させる方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子デバイスに集積されている素子を熱から保護する熱伝導性薄シートおよびその製造方法に関する。さらに、本発明は、熱伝導性薄シートを含む物品、および熱伝導性薄シートを用いることにより物品から熱を放散させる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子デバイスが急速に高集積化および薄型化するに従って、そのようなデバイスに実装されるチップの性能が強化されている。この傾向は、電気／電子デバイスだけでなく、自動車および医療デバイス等にも広がっている。電子デバイスに用いられるチップは高度に集積されるので、より多くの熱が発生し、それにより電子デバイスの性能の低下、周辺デバイスの誤動作および基板の劣化等の多くの問題が引き起こされる。特に、ＬＥＤまたはＯＬＥＤ等を採用する照明デバイスまたは電子デバイスには、より薄型の放熱材料が必要とされる。そのため、ＩＣチップが実装される基板は、熱伝導性が良好な金属ＰＣＢで製造され、あるいはアルミ製のヒートシンクが用いられ、それによって熱を制御している。

【0003】

さらに、カーボン系材料（天然黒鉛および人造黒鉛等）または銅箔等を用いた熱伝導性シートが、電子デバイスの熱を制御するのに主に用いられている（韓国登録特許第１５０９４９４号を参照のこと）。

【0004】

なかでも、天然黒鉛シートは一般に、フレーク状の黒鉛を硫酸および硝酸等の強酸で処理し、１０００℃以上の高温で黒鉛を膨張させ、これを酸洗浄し、洗浄した黒鉛を圧延することによって製造される。しかし、この方法は、環境汚染が発生し、高価な装置を必要とするという欠点を伴う。

【0005】

さらに、黒鉛シートは引張強度が弱いため、取り扱いの便宜上、厚く製造しなければならない。薄い黒鉛シートを必要とする場合、製造する黒鉛シートの引張強度を高めるために、黒鉛シートは、膨張黒鉛（ｅｘｐａｎｄｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ）にＵＶ硬化性樹脂等を加えてＵＶ光を照射し、その黒鉛を圧延することにより製造される。さらに、人造黒鉛シートは、天然黒鉛シートに比べて熱伝導率および引張強度等の性能ならびに取り扱いの利便性に優れている。しかし、人造黒鉛シートは、高価なポリイミドフィルムを２０００〜３０００℃の高温で焼成することにより製造されるので、高コストに併せて高価な設備を必要とし、また、幅１０００ｍｍ以上のロール形状のシートを製造することが困難である。

【0006】

銅箔は、天然黒鉛シートと人造黒鉛シートとの中間レベルの熱伝導性および引張強度を有する。しかし、銅箔は、薄い銅箔の製造が高コストを伴い、柔軟でなく一旦しわがつくと元の状態に戻しにくいので取り扱いが不便であるという欠点がある。

【0007】

したがって、高い熱伝導性および高い引張強度を有するだけでなく取り扱いが便利で経済的な熱伝導性薄シートを電子デバイス等の物品に採用し、それにより物品の使用中に発生する熱を効果的に放散させることが必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明の目的は、銅箔シート等の従来の熱伝導性シート以上の熱伝導性を有すると同時に、引張強度および可撓性が向上した熱伝導性薄シートを提供することである。

【0009】

本発明の別の目的は、熱伝導性薄シートを便利で且つ効果的な手法で製造する方法を提供することである。

【0010】

本発明のさらに別の目的は、熱伝導性薄シートを用いた物品であって、熱伝導性薄シートを用いることにより、物品の使用中に発生する熱が効果的に放散される物品を提供することである。

【0011】

本発明のさらに別の目的は、熱伝導性薄シートを用いることにより物品において発生する熱を効果的に放散させる方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上述の目的に従って、本発明は、（Ａ）（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、（ｂ）バインダー樹脂、ならびに（ｃ）接着剤を含む熱伝導性接着フィルムと、（Ｂ）熱伝導性接着フィルムの両側に形成された熱伝導性フィラー層とを含む熱伝導性薄シートであって、熱伝導性フィラー層は、接着剤またはバインダー樹脂を含まない固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーを押圧することで形成され、熱伝導性薄シートは、２０〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の引張強度および４０〜９０重量％のフィラー充填率を有し、フィラー充填率は、熱伝導性薄シートの総重量に対する、熱伝導性薄シートに含まれる複合フィラーおよび熱伝導性フィラーの合計重量の割合で表される比率である、熱伝導性薄シートを提供する。

【0013】

別の目的に従って、本発明は、熱伝導性薄シートの製造方法であって、（１）（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、ならびに（ｂ）バインダー樹脂を含む熱伝導性組成物を調製することと、（２）熱伝導性組成物に接着剤を混合し、次いで熱伝導性組成物をシート状に成形し、成形したシートを乾燥させて、熱伝導性接着フィルムを得ることと、（３）接着剤またはバインダー樹脂を含まない固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーをコーティングすることにより、熱伝導性接着フィルムの両側に熱伝導性フィラー層を形成してシートを得ることと、（４）得られたシートを圧延することで、熱伝導性フィラーの固体粒子を押圧して互いに結合させることとを含む、熱伝導性薄シートの製造方法を提供する。

【0014】

別の目的に従って、本発明は、熱伝導性薄シートを含む物品を提供する。

【0015】

別の目的に従って、本発明は、熱伝導性薄シートを用いて物品から熱を放散させる方法を提供する。

【発明の効果】

【0016】

本発明の熱伝導性薄シートは、複合フィラーを含有する熱伝導性接着フィルムの両側に形成された熱伝導性フィラー層を有する。したがって、フィラーの充填率が高く、引張強度および可撓性に優れ、そのため取り扱いが便利である。

【0017】

さらに、熱伝導性薄シートは、接着剤やバインダー樹脂を用いることなく固体粉末状の熱伝導性フィラーを熱伝導性接着フィルムの両側にコーティングした後、そのようにして作製したシートを圧延して、フィラー粒子を押圧して互いに結合させることによって容易に製造することができる。

【0018】

したがって、ＬＥＤまたはＯＬＥＤ等の発光源が採用された又はＩＣチップが高度に集積された電子デバイスおよび照明デバイス等の種々の物品に熱伝導性薄シートを用いてよく、それにより使用中に発生する熱を効果的に放散させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の熱伝導性薄シートの製造方法の例を示す。

【図2a】図２ａは、実施例１の工程（２）で作製した熱伝導性接着フィルムの表面、および工程（３）で形成した熱伝導性フィラー層の表面をそれぞれ、電子顕微鏡で観察して得られた画像である。

【図2b】図２ｂは、実施例１の工程（２）で作製した熱伝導性接着フィルムの表面、および工程（３）で形成した熱伝導性フィラー層の表面をそれぞれ、電子顕微鏡で観察して得られた画像である。

【図3a】図３ａは、熱伝導性フィラーを分級するためのメッシュの種々の例を示す。

【図3b】図３ｂは、熱伝導性フィラーを分級するためのメッシュの種々の例を示す。

【図3c】図３ｃは、熱伝導性フィラーを分級するためのメッシュの種々の例を示す。

【図4a】図４ａは、試験例３で測定した熱源のポイント１および２における温度を経過時間に対して示すグラフである。

【図4b】図４ｂは、試験例３で測定した熱源のポイント１および２における温度を経過時間に対して示すグラフである。

【図5a】図５ａは、試験例３で測定した熱源のポイント１および２における温度を経過時間に対して示すグラフである。

【図5b】図５ｂは、試験例３で測定した熱源のポイント１および２における温度を経過時間に対して示すグラフである。

【図6】図６は、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図7a】図７ａは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図7b】図７ｂは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図7c】図７ｃは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図8a】図８ａは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図8b】図８ｂは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図9a】図９ａは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図9b】図９ｂは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図10】図１０は、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図11】図１１は、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図12】図１２は、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図13a】図１３ａは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図13b】図１３ｂは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図14a】図１４ａは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図14b】図１４ｂは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図14c】図１４ｃは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図14d】図１４ｄは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図15a】図１５ａは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図15b】図１５ｂは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図15c】図１５ｃは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【図15d】図１５ｄは、本発明の熱伝導性薄シートを種々の物品に用いた例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を詳細に説明する。

【0021】

熱伝導性薄シート
本発明の一の実施形態は、（Ａ）（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、（ｂ）バインダー樹脂、ならびに（ｃ）接着剤を含む熱伝導性接着フィルムと、（Ｂ）熱伝導性接着フィルムの両側に形成された熱伝導性フィラー層とを含む熱伝導性薄シートであって、熱伝導性フィラー層は、接着剤またはバインダー樹脂を含まない固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーを押圧することで形成され、熱伝導性薄シートは、２０〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の引張強度および４０〜９０重量％のフィラー充填率を有し、フィラー充填率は、熱伝導性薄シートの総重量に対する、熱伝導性薄シートに含まれる複合フィラーおよび熱伝導性フィラーの合計重量の割合で表される比率である、熱伝導性薄シートを提供する。

【0022】

以下、熱伝導性薄シートの構成要素を詳細に説明する。

【0023】

（Ａ）熱伝導性接着フィルム
熱伝導性接着フィルムは、（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、（ｂ）バインダー樹脂、ならびに（ｃ）接着剤を含む。熱伝導性接着フィルムは、（ｄ）分散剤をさらに含んでよい。

【0024】

熱伝導性接着フィルムは、熱伝導性フィラー層の基層としてはたらき、シートに可撓性を与えると共に、複合フィラーを含有するので熱伝導性を示す。

【0025】

成分（ａ）〜（ｄ）それぞれの混合比は以下のとおりである。

【0026】

バインダー樹脂（ｂ）は、複合フィラー（ａ）１００重量部あたり２５〜５００重量部の量が含まれてよい。バインダー樹脂を上記範囲より少ない量で用いた場合、複合フィラーの比表面積が大きいことにより、熱伝達が妨げられることがある。上記範囲を超えてバインダー樹脂を用いた場合、複合フィラーの含有量が少なくなりすぎることがあり、それにより熱的特性を示すのが困難になることがある。バインダー樹脂（ｂ）は、複合フィラー（ａ）１００重量部あたり２５〜４００重量部、６０〜２００重量部、３００〜５００重量部、または４００〜５００重量部の量が含まれてもよい。

【0027】

接着剤（ｃ）は、熱伝導性接着フィルムの重量を基準として５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、より好ましくは１５〜２５重量％の量を混合してよい。

【0028】

分散剤（ｄ）は、複合フィラー（ａ）１００重量部あたり０．１〜１０重量部の量が含まれてよい。具体的には、分散剤（ｄ）は、複合フィラー（ａ）１００重量部あたり１〜５重量部の量が含まれてよい。

【0029】

熱伝導性接着フィルムは、アセテート系溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒の溶媒混合物に複合フィラーを分散させる工程を経て作製してよい。すなわち、アセテート系溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒の溶媒混合物に複合フィラーを分散させてよい。これにより、複合フィラーは接着層内で十分に分散することができる。例えば、接着層は、溶媒混合物に複合フィラーおよびバインダー樹脂を分散させることにより得られる分散溶液に接着剤を混合し、次いで分散溶液をシート状に成形することにより作製してよい。

【0030】

（ａ）複合フィラー
複合フィラーは、カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む。複合フィラーは、非金属フィラーをさらに含んでよい。

【0031】

金属フィラーは、カーボン系フィラー１００重量部あたり２０〜４００重量部の量が含まれてよい。具体的には、金属フィラーは、カーボン系フィラー１００重量部あたり２０〜８０重量部、または４０〜６０重量部の量が含まれてよい。別法として、金属フィラーは、カーボン系フィラー１００重量部あたり１５０〜４００重量部の量が含まれてよい。さらに、非金属フィラーは、金属フィラーの量と同様または同じ量で複合フィラーに含まれてよい。それぞれのフィラーを上述の好ましい範囲の量で用いる場合、バインダー樹脂との分散性に優れ、それによってより好都合な硬化およびより優れた熱伝導性がもたらされる。

【0032】

（ａ１）カーボン系フィラー
熱伝導性組成物は、カーボン系フィラーを含む。例えば、カーボン系フィラーは、天然黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末、キッシュ黒鉛（ｋｉｓｈ ｇｒａｐｈｉｔｅ）粉末および人造黒鉛（または合成黒鉛）粉末の少なくとも１種であってよい。

【0033】

純度９９．７％以上の天然黒鉛粉末を天然黒鉛粉末として用いてよい。さらに、結晶性天然黒鉛であるフレーク状の黒鉛粉末を天然黒鉛粉末として用いてよい。

【0034】

さらに、膨張黒鉛粉末は、フレーク状の黒鉛粉末を酸処理して加熱することにより調製してよい。

【0035】

また、キッシュ黒鉛粉末は、キッシュ粉末から黒鉛成分のみを精製することで得てよく、このキッシュ粉末は、溶融した銑鉄または鋳鉄から分離されたスラグと黒鉛との混合物であって、鉄の冷却時に銑鉄または鋳鉄の表面に浮かんでいる（または浮遊している）ものである。キッシュ黒鉛粉末は一般にフレーク状または板状の形状であってよい。キッシュ黒鉛粉末は、熱伝導性組成物に高い熱伝導性を付与し得る。

【0036】

人造黒鉛粉末は、ポリイミド（ＰＩ）の炭素化および黒鉛化によって得てよい。具体的には、人造黒鉛粉末は、ポリイミド・シートを炭素化および黒鉛化して得られる黒鉛シートを粉砕することで調製してよい。ここで、人造黒鉛シートは、水平方向の熱伝導率が８００〜１０００Ｗ／ｍＫ、伸び強度（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が２５ＭＰａ以上、密度が１．５〜２．１ｇ／ｃｍ^３であってよい。

【0037】

さらに、石炭系または石油系の材料であって黒鉛化し得るものである人造黒鉛粉末を用いてもよい。

【0038】

上述のカーボン系フィラーの粒径は、１〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍであってよい。具体的には、天然黒鉛粉末および膨張黒鉛粉末はそれぞれ、平均粒径が３〜１０μｍであってよく、人造黒鉛粉末の平均粒径は５〜１０μｍであってよい。

【0039】

また、カーボン系フィラー中の天然黒鉛粉末および膨張黒鉛粉末の総量は、９９重量％以上であってよく、好ましくは９９．５重量％以上、より好ましくは９９．７重量％以上である。

【0040】

カーボン系フィラーは、天然黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末および人造黒鉛粉末に加えて、グラフェン、カーボンナノチューブおよびカーボンブラック等のカーボン系フィラーをさらに含んでよい。なかでも、カーボンブラックは、微粉末（約１μｍ）状であってよく、熱伝導性を向上させ着色効果を与えることを目的として０．００１〜１０重量％の量でカーボン系フィラーに含まれてよい。

【0041】

（ａ２）金属フィラー
さらに、熱伝導性組成物は、金属フィラーを含む。

【0042】

金属フィラーは、ニッケル、銅、金、銀、錫、コバルトおよびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属成分を含んでよい。

【0043】

別法として、金属フィラーは、Ｂｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎまたはこれらの合金を含む溶融性フィラーを含んでよい。溶融性フィラーは、オプションとしてＡｇ、Ａｕ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｚｎまたはこれらの組合せをさらに含んでよい。適切な溶融性フィラーの具体的例としては、Ｇａ、Ｉｎ−Ｂｉ−Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｉｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ合金およびこれらの組合せが挙げられる。

【0044】

金属フィラーは、先に例示した成分の１種、２種またはそれより多くを含んでよい。

【0045】

ある例によれば、金属フィラーは、コーティング層を有する金属粒子、例えば、銀コート銅粒子、銀コートニッケル粒子、銀コートアルミニウム粒子、錫コート銅粉末等を含んでよい。

【0046】

別の例によれば、金属フィラーは、デンドライト構造を有し且つ少なくとも１種の金属成分を含有する金属粒子を含んでよい。

【0047】

より具体的には、金属フィラーは、デンドライト構造を有する銅粒子、デンドライト構造を有する銀コートアルミニウム粒子、またはデンドライト構造を有する銀コート銅粒子を含んでよい。

【0048】

デンドライト構造を有する金属粒子は、比表面積が大きく多数の官能基を有するので、熱伝導における隙間（またはギャップ）を埋める。そのため、デンドライト構造を有する金属粒子は、従来のフレーク状または球状の金属粒子よりも良好な熱伝導性および電気伝導性を有し得る。

【0049】

デンドライト構造を有する銀コート銅粒子の場合、３〜１０重量％の量の銀ナノ粒子が銅粒子をコーティングしてよい。

【0050】

好ましい例によれば、金属フィラーは、デンドライト構造を有し且つ少なくとも１種の金属成分を含有する金属粒子であってよく、カーボン系フィラーはキッシュ黒鉛粉末であってよい。

【0051】

金属フィラーは平均粒径が１〜５μｍであってよい。

【0052】

（ａ３）非金属フィラー
熱伝導性組成物は、カーボン系フィラーおよび金属フィラーに加えて、熱伝導性を有する非金属フィラーをさらに含んでよい。

【0053】

非金属フィラーは、カーボン系でない非金属フィラーであってよく、この非金属フィラーは炭素が主成分でないものである。例えば、非金属フィラーは、窒化ホウ素、窒化ケイ素および窒化チタン等の金属窒化物成分を含んでよい。別法として、非金属フィラーは、酸化アルミニウム（つまりアルミナ）、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウムおよび酸化ベリリウム等の金属酸化物成分を含んでよい。

【0054】

非金属フィラーは、平均粒径が１〜５μｍであってよい。

【0055】

（ｂ）バインダー樹脂
熱伝導性組成物はバインダー樹脂を含む。バインダー樹脂は、黒鉛粉末のバインダーとしてはたらくことができるポリマー樹脂であれば特に限定されるものではない。バインダー樹脂は、例えば硬化性バインダー樹脂であってよい。

【0056】

バインダー樹脂の具体例として、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ビニル樹脂およびシリコン樹脂が挙げることができる。なかでも、熱硬化性ウレタン樹脂、アクリル樹脂またはこれらの組合せが好ましい。

【0057】

アクリル樹脂として、ポリメチルメタクリレートを主成分として含有するアクリル共重合体樹脂を用いてよい。

【0058】

（ｃ）接着剤
熱伝導性薄シートは接着剤を含む。接着剤は、感圧接着樹脂および可撓性樹脂を含んでよい。

【0059】

感圧接着樹脂として、アクリル接着樹脂、フェノキシ接着樹脂、シリコン接着樹脂およびエポキシ接着樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を用いてよい。

【0060】

好ましくは、感圧接着樹脂は、モノマーとしてアクリル化合物を含んでよい。アクリル化合物の具体例として、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、オクタデシルメタクリレートおよびこれらの組合せを挙げることができる。

【0061】

さらに、可撓性樹脂は、モノマーとしてオレフィン化合物を含んでよい。オレフィン化合物の具体例として、エチレン、プロピレン、ブチレンおよびこれらの組合せを挙げることができる。用いることができる他のモノマー化合物の例として、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニルおよびアクリロニトリル等を挙げることができる。

【0062】

例として、接着剤は、アクリル化合物およびオレフィン化合物を１００：１０〜１００：５０の重量比で含んでよい。このとき、アクリル化合物は、同量のｎ−ブチルアクリレートおよび２−エチルヘキシルメタクリレートを含んでよい。

【0063】

接着剤は、希釈剤として、キシレンまたはシクロヘキサノン等の有機溶媒をさらに含んでよい。

【0064】

接着剤は、熱伝導性接着フィルム１００重量％あたり５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％、より好ましくは１５〜２５重量％の量を混合してよい。

【0065】

（ｄ）分散剤
熱伝導性組成物は、分散剤をさらに含んでよい。分散剤は、熱伝導性組成物におけるフィラーの分散性をさらに向上させるはたらきをする。

【0066】

具体的には、分散剤は、ぬれ性を有し得、フィラー粒子の表面をコーティングして分子同士を反発させることができ、それにより分子間距離を増大させることができる。

【0067】

分散剤として用いることができる市販製品の具体例として、ＢＹＫが提供するＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１３０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６９、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１６、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１４０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０８、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０、Ａｎｔｉ−ｔｅｒｒａ−２０３、Ａｎｔｉ−ｔｅｒｒａ−２０４、Ａｎｔｉ−ｔｅｒｒａ−２０５、Ａｎｔｉ−ｔｅｒｒａ−２０６、Ａｎｔｉ−ｔｅｒｒａ−Ｕ、Ａｎｔｉ−ｔｅｒｒａ−Ｕ８０、Ｂｙｋｕｍｅｎを挙げることができる。好ましくはＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６０を用いてよい。

【0068】

分散剤は、ｐＨの範囲が約６〜約８であってよい。

【0069】

分散剤は、ポリマー接着樹脂上に熱伝導性フィラーを分散させるはたらきをし、表面状態の向上に役立つ。しかし、熱伝導性接着フィルムは平坦でない表面を有することがあるので、本発明において分散剤は大きな役割を果たすものではない。

【0070】

熱伝導性接着フィルムの特性
熱伝導性接着フィルムの厚さは、１〜２０００μｍの範囲、より具体的には１〜１０００μｍ、１〜５００μｍ、１〜２００μｍ、１〜１００μｍ、１〜５０μｍまたは１〜２０μｍの範囲であってよく、用途に応じて種々の範囲に調整してよい。

【0071】

熱伝導性接着フィルムは、その表面に接着性を有する。例えば、熱伝導性接着フィルムは、接着強度が１００〜２０００ｇｆ／２５ｍｍ^２、より具体的には２００〜１０００ｇｆ／２５ｍｍ^２であってよい。接着強度が大きくなりすぎて上述の好ましい範囲を超えると、熱伝導性能が低下することがある。反対に、接着強度が小さくなりすぎて上述の好ましい範囲を下回ると、熱伝導性フィラー層との接着力が低下することがある。

【0072】

熱伝導性接着フィルムは単一の層からなるものであってよい。

【0073】

別法として、熱伝導性接着フィルムは、２以上の層からなるものであってよい。例えば、熱伝導性接着フィルムは、ポリマー樹脂層をコア層として備え、ポリマー樹脂層の両側に熱伝導性接着層が形成された構造を有してよい。すなわち、熱伝導性接着フィルムは、熱伝導性接着層／ポリマー樹脂層／熱伝導性接着層からなるものであり、引張強度および取り扱いの利便性をさらに向上させることができる。このとき、それぞれの熱伝導性接着層は、カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、バインダー樹脂ならびに接着剤を含む。

【0074】

さらに、ポリマー樹脂層は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド−イミド（ＰＡＩ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）およびこれらの組合せからなる群から選択される少なくとも１種を含んでよい。

【0075】

（Ｂ）熱伝導性フィラー層
熱伝導性フィラー層は、熱伝導性接着フィルムの両側に形成される。

【0076】

熱伝導性フィラー層は、熱伝導性薄シートのフィラー充填率を高め、それにより種々の電子デバイスで発生する熱を素早く放散させる。

【0077】

図２ａおよび２ｂは、熱伝導性接着フィルムの表面および熱伝導性フィラー層の表面のそれぞれを示す電子顕微鏡写真である。これらの写真は、熱伝導性フィラー層が熱伝導性接着フィルムよりもかなり高い熱伝導性フィラー充填率を有することを示している。

【0078】

熱伝導性フィラー層を用いることなく熱伝導性接着フィルムを単独で用いる場合、熱伝導性接着フィルムのフィラー充填率が制限されるので、熱伝導率の面で優れた性能を期待するのは困難である。

【0079】

熱伝導性フィラー層は、熱伝導性フィラーを含む。ここで用いることができる熱伝導性フィラーは、カーボン系フィラー、金属フィラーまたは熱伝導性非金属粉末を含んでよい。例えば、熱伝導性フィラーとして、熱伝導性接着フィルムに用いられるカーボン系フィラー、金属フィラーおよび非金属フィラーの少なくとも１種を用いてよい。このとき、各フィラーの混合比は、熱伝導性接着フィルムについて先に例示したとおりである。

【0080】

熱伝導性フィラー層は、接着剤またはバインダーを含まない。具体的には、熱伝導性フィラー層は、接着剤またはバインダー樹脂を含まない少なくとも１種の熱伝導性フィラーからなる。より具体的には、熱伝導性フィラー層は、接着剤またはバインダー樹脂を含まない固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーを押圧（または圧縮）することで形成される。

【0081】

熱伝導性フィラー層は、厚さが１０〜２０００μｍ、具体的には２０〜１０００μｍまたは２５〜５００μｍであってよい。

【0082】

熱伝導性フィラー層を単独で用いる場合、引張強度が低く、それにより取り扱いの利便性が妨げられることがある。しかし、本発明においては熱伝導性接着フィルムの両側に熱伝導性フィラー層を形成するので、引張強度はさらに向上し得る。

【0083】

その結果、熱伝導性薄シートは高いフィラー充填率と優れた引張強度を有し得る。

【0084】

熱伝導性薄シートの特性
熱伝導性薄シートは、フィラー充填率の高い可撓性の薄膜からなる。

【0085】

熱伝導性薄シートは、フィラー充填率が４０〜９０重量％、具体的には５０〜９０重量％、４０〜８０重量％、５０〜８０重量％または６０〜８０重量％であってよい。

【0086】

ここで、フィラー充填率は、熱伝導性薄シートの総重量に対する、熱伝導性薄シートに含まれる全てのフィラー（複合フィラーおよび熱伝導性フィラー）の合計重量の割合で表される比率を意味する。

【0087】

さらに、熱伝導性薄シートは総厚さが１０〜２０００μｍ、具体的には１５〜１５００μｍ、２０〜１０００μｍまたは２５〜５００μｍであってよい。

【0088】

その結果、熱伝導性薄シートは、２０〜５０ｋｇ／ｍｍ^２、２５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２または３０〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の優れた引張強度、例えば、２５〜４５ｋｇ／ｍｍ^２、２５〜４０ｋｇ／ｍｍ^２または２５〜３５ｋｇ／ｍｍ^２の範囲、より具体的には２８〜３２ｋｇ／ｍｍ^２の範囲の引張強度を有してよい。

【0089】

好ましい例によれば、熱伝導性薄シートは、２０〜１０００μｍの総厚さ、５０〜９０重量％のフィラー充填率および２５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の引張強度を有する。

【0090】

別の好ましい例によれば、熱伝導性薄シートは、２５〜５００μｍの総厚さ、６０〜９０重量％のフィラー充填率および３０〜５０ｋｇ／ｍｍ^２の引張強度を有する。

【0091】

熱伝導性薄シートの製造方法
本発明の別の実施形態は、熱伝導性薄シートの製造方法であって、（１）（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、ならびに（ｂ）バインダー樹脂を含む熱伝導性組成物を調製することと、（２）熱伝導性組成物に接着剤を混合し、次いで熱伝導性組成物をシート状に成形し、成形したシートを乾燥させて、熱伝導性接着フィルムを得ることと、（３）接着剤またはバインダー樹脂を含まない固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーをコーティングすることにより、熱伝導性接着フィルムの両側に熱伝導性フィラー層を形成してシートを得ることと、（４）得られたシートを圧延することで、熱伝導性フィラーの固体粒子を押圧して互いに結合させることとを含む、熱伝導性薄シートの製造方法を提供する。

【0092】

図１は、本発明の熱伝導性薄シートの製造方法の例を示す。

【0093】

以下、上述の製造方法を工程ごとに詳細に説明する。

【0094】

（１）熱伝導性組成物の調製
上述の工程（１）では、（ａ）カーボン系粉末および金属フィラーを含む複合フィラー、ならびに（ｂ）バインダー樹脂を含む熱伝導性組成物を調製する。

【0095】

好ましい例によれば、工程（１）は、（１ａ）カーボン系フィラーを準備することと、（１ｂ）アセテート溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒の溶媒混合物にカーボン系フィラーを加え、これらを撹拌して、第１分散溶液を得ることと、（１ｃ）第１分散溶液に金属フィラーを加え、これらを撹拌して、第２分散溶液を得ることと、（１ｄ）第２分散溶液にバインダー樹脂を加え、これらを撹拌して、液状組成物を得ることとを含んでよい。

【0096】

好ましい例において、金属フィラーは、カーボン系フィラー１００重量部あたり２０〜４００重量部の量が用いられ、溶媒混合物は、カーボン系フィラーおよび金属フィラーの合計１００重量部あたり３００〜５００重量部の量が用いられ、バインダー樹脂は、複合フィラー１００重量部あたり２５〜５００重量部の量が用いられ、このとき、溶媒混合物は、アセテート溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒を１：１〜２：３〜７の重量比で混合したものであってよい。

【0097】

さらに、製造方法は、非金属フィラーを準備することと、第１分散溶液または第２分散溶液に非金属フィラーを加えてこれらを撹拌することとをさらに含んでよい。非金属フィラーの具体的な種類および混合量は先に例示したとおりである。

【0098】

（１ａ）カーボン系フィラーの準備
上述の工程（１ａ）において、カーボン系フィラーを準備する。例えば、カーボン系フィラーとして、天然黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末、キッシュ黒鉛粉末および人造黒鉛粉末の少なくとも１種を準備してよい。

【0099】

純度９９．７％以上の天然黒鉛粉末を天然黒鉛粉末として用いてよい。例えば、結晶性天然黒鉛であるフレーク状の黒鉛粉末を天然黒鉛粉末として用いてよい。

【0100】

さらに、天然黒鉛粉末として膨張黒鉛粉末を用いてよい。膨張黒鉛粉末は、（ｉ）天然のフレーク状黒鉛をメッシュ（ｍｅｓｈ）で分級して取り出すこと、（ｉｉ）取り出した黒鉛を酸化剤と混合し、次いでこの黒鉛に電流を印加することによって黒鉛のインターカレーション（または挿入、ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ）を行うこと、および（ｉｉｉ）インターカレーションした黒鉛を加熱して膨張させることによって調製してよい。

【0101】

これらの黒鉛材料は、例えば、２００以上、さらには３００以上のサイズのメッシュを用いて所望のサイズの粒子に分級する。黒鉛粉末の製造には、４００以上、例えば約４００〜５００のサイズのメッシュを用いることが好ましい。

【0102】

メッシュの形状として、格子状メッシュ（またはグレーティングメッシュ、ｇｒａｔｉｎｇ ｍｅｓｈ）を用いてよい。メッシュの具体的形状として、図３ａ〜３ｃを参照して、（ｉ）長方形の孔を有する格子状メッシュ、（ｉｉ）正方形の孔および長方形の孔を共に有する格子状メッシュ、または（ｉｉｉ）正方形の孔を有する格子状メッシュを用いてよい。これらのメッシュの１つまたはこれらの組合せを用いて黒鉛粒子の分級を行ってよい。

【0103】

分級工程を行った黒鉛粒子のサイズは、１〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍであってよい。

【0104】

分級した黒鉛は、インターカレーションのために酸化剤による処理を行う。酸化剤は、硫酸、硝酸およびこれらの混合物からなる群から選択される第１の酸化剤であってよい。ここで、５％未満の濃度、例えば０．１％以上５％未満の濃度の硫酸または硝酸を用いてよい。

【0105】

第１の酸化剤を単独で用いる場合、硫酸のＳＯ_３等の、水分子と強く結合するイオンが存在し得、これによりインターカレーションを行うのが困難になることがある。したがって、第１の酸化剤による処理において、第２の補助酸化剤をさらに用いてよい。例えば、過塩素酸、過酸化水素、クロム酸、ホウ酸、ナトリウム系材料、テトラヒドロフラン、ＺｎＣｌ_２およびこれらの組合せからなる群から選択される第２の補助酸化剤を用いてよい。

【0106】

第１の酸化剤と第２の補助酸化剤の重量比は１：１００〜５０：１００、具体的には１：１００〜２０：１００、より具体的には１：１００〜１０：１００であってよい。

【0107】

上述の方法は、大量の酸化剤を高濃度で用いる従来の方法と比較して、インターカレーション材料として少量の酸化剤を低濃度で用いるので、環境により優しい方法である。

【0108】

酸化剤処理の間、反応物質に電流を印加してよい。電流の印加により、低濃度で少量の酸化剤で黒鉛を処理した場合であってもインターカレーションが促進される。すなわち、酸化剤処理において電気分解と同様の方法で電流を印加した場合、低濃度で少量の酸化剤を用いてもインターカレーションを行うことができる。

【0109】

電流の印加は、１〜２０Ａ／ｄｍ^２の電流密度、具体的には４〜１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で行ってよい。より具体的には、電流の印加は、４〜６Ａ／ｄｍ^２の電流密度または６〜１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で行ってよい。さらに、電流の印加は、１〜３０秒間、具体的には５〜１０秒間行ってよい。

【0110】

上述したようにインターカレーションを行った黒鉛は、次の工程で用いるために、洗浄および乾燥を繰り返し行う。従来は、酸化剤処理の後に洗浄を行うと廃酸および種々の酸化剤が発生し、これらの廃棄物を処理することの困難を伴う。しかし、上述の方法は、廃酸がほとんど発生せず、溶媒を加えることによって行うことができる。

【0111】

洗浄および乾燥を行った黒鉛を高温で加熱して膨張黒鉛を製造する。その結果、黒鉛は、最初の体積の約８０〜４００倍、例えば最初の体積の２００〜４００倍に膨張する。好ましくは、黒鉛は、最初の体積の約３００〜４００倍に膨張する。膨張体積が大きいほど黒鉛薄膜の製造が容易であり、均一性がより向上する。

【0112】

その結果、平均粒径が約１０〜２０μｍの均一な黒鉛粉末を製造することができる。

【0113】

別法として、粉末状の原料を、黒鉛シートを形成するプロセスを行わずに熱処理するプロセスによって天然黒鉛粉末を調製してもよい。

【0114】

また、大部分が過共晶の鋳鉄の溶融物から直接結晶化した一次黒鉛を粉砕することによりキッシュ黒鉛粉末を調製してよい。具体的には、キッシュ黒鉛粉末は、改良された溶融法が用いられ得るプロセス成分の過剰量の炭素が存在している場合に溶融した鋳鉄の表面に浮かんでいる（または浮遊している）黒鉛を分離することによって得てよい。さらに、キッシュ黒鉛粉末は、エアージェットミルを用いて球形の微粉末に粉砕して用いてよい。

【0115】

人造黒鉛粉末は、ポリイミド（ＰＩ）シートを焼成して得られる人造黒鉛シートを微粉砕することで調製してよい。さらに、石油系または石炭系材料から得られる人造黒鉛粉末（グラフェン、カーボンブラック、炭素繊維またはカーボンナノチューブ等）をエアージェットミルで微粉砕して用いてよい。

【0116】

焼成は、２段階、具体的には、少なくとも約４００℃の温度で行ってポリイミド・シートを炭素化する第１の焼成、および少なくとも２０００℃の温度で行って炭素化されたシートを黒鉛化する第２の焼成で行ってよい。

【0117】

このようにして得られた人造黒鉛シートは、８００〜１０００Ｗ／ｍＫまたはそれより大きい水平方向の熱伝導率、２５ＭＰａ以上の伸び強度、および１．５〜２．１ｇ／ｃｍ^３またはそれより大きい密度を有してよい。

【0118】

次いで、黒鉛シートを粉砕して平均粒径が約３〜１０μｍの均一な黒鉛粉末を得る。

【0119】

このようにして調製した少なくとも１種のカーボン系フィラーは、室温で混合および撹拌して用いてよい。１種以上のカーボン系フィラーの混合比は、先に例示したとおりである。

【0120】

（１ｂ）第１分散溶液の調製
工程（１ｂ）において、カーボン系フィラーを溶媒混合物に加え、これを撹拌して第１分散溶液を得る。

【0121】

溶媒混合物は、アセテート溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒の混合物である。上述の溶媒を組み合わせた溶媒混合物は、フィラーの溶媒としてはたらくだけでなく、フィラーの分散性に優れた熱伝導性組成物を提供する。

【0122】

具体的には、アセテート溶媒の例として、酢酸エチル、ブチルアセテートおよびプロピレングリコールメチルエーテルアセテート等を挙げることができる。

【0123】

さらに、芳香族炭化水素溶媒の例として、トルエン、ピリジン、キノリン、アニソール、メシチレンおよびキシレン等を挙げることができる。

【0124】

さらに、脂環式ケトン系溶媒の例として、１−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキサノンおよびイソホロン等を挙げることができる。

【0125】

溶媒混合物として、アセテート溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒を、１：１〜２：３〜７の重量比で混合してよい。好ましい溶媒を上述の好ましい範囲の量で混合した場合、フィラーの分散性をさらに向上させることができる。

【0126】

この工程において、分散剤をさらに用いてよく、ここで用いられる分散剤の具体例は、先に例示したとおりである。好ましくは、この工程における撹拌は、真空下での撹拌を含む。より好ましくは、撹拌は、真空下において２０〜６０ｒｐｍで１〜５時間の撹拌を含む。より一層好ましくは、撹拌は、真空下において３０〜４０ｒｐｍで１〜３時間の撹拌を含む。

【0127】

（１ｃ）第２分散溶液の調製
上述の工程（１ｃ）において、第１分散溶液に金属フィラーを加え、これを撹拌して第２分散溶液を得る。好ましくは、この工程における撹拌は、大気圧下で順方向に撹拌した後に逆方向に撹拌することを含む。

【0128】

具体的には、順方向の撹拌は、大気圧下で１０〜５０ｒｐｍおよび５〜３０分の条件で行ってよい。より好ましくは、順方向の撹拌は、大気圧下で２０〜４０ｒｐｍおよび１０〜２０分の条件で行ってよい。

【0129】

具体的には、逆方向の撹拌は、大気圧下で１〜２０ｒｐｍおよび１０〜３０分の条件で行ってよい。より好ましくは、逆方向の撹拌は、大気圧下で５〜１５ｒｐｍおよび１５〜２５分の条件で行ってよい。

【0130】

（１ｄ）熱伝導性組成物の調製
上述の工程（１ｄ）において、第２分散溶液にバインダー樹脂を加え、これを撹拌して組成物を得る。好ましくは、この工程における撹拌は、真空下で順方向に撹拌した後に大気圧下で逆方向に撹拌することを含む。

【0131】

具体的には、順方向の撹拌は、真空下で１０〜４０ｒｐｍおよび３０分〜３時間の条件で行ってよい。より好ましくは、順方向の撹拌は、真空下で２０〜３０ｒｐｍおよび１〜２時間の条件で行ってよい。

【0132】

具体的には、逆方向の撹拌は、大気圧下で１〜１０ｒｐｍおよび１〜２０分の条件で行ってよい。より好ましくは、逆方向の撹拌は、大気圧下で３〜７ｒｐｍおよび５〜１５分の条件で行ってよい。

【0133】

撹拌の後、組成物は、さらに超音波処理にかけてよい。好ましくは、超音波処理は８０〜２００ｋＨｚの周波数で１０〜３０分間行ってよい。このような超音波処理によりフィラー間の分散性が増大し、それにより分子間の配置がさらに向上する。

【0134】

上述の工程（１）で調製した熱伝導性組成物は液状の組成物であってよい。

【0135】

例として、熱伝導性組成物は、（ａ）カーボン系フィラーおよび金属フィラーを含む複合フィラー、（ｂ）バインダー樹脂、ならびに（ｅ）アセテート溶媒、芳香族炭化水素溶媒および脂環式ケトン溶媒の溶媒混合物を含む。

【0136】

この場合、溶媒混合物（ｅ）は、複合フィラー（ａ）１００重量部あたり３００〜５００重量部の量が含まれてよい。より具体的には、溶媒混合物（ｅ）は、複合フィラー（ａ）１００重量部あたり３５０〜４５０重量部の量が含まれてよい。

【0137】

熱伝導性組成物は、複合フィラーが液状組成物中に均一に分散しているという特徴を有する。好ましくは、熱伝導性組成物は、ｐＨ５〜８においてゼータ電位が２０〜１００ｍＶ、より好ましくは７０〜１００ｍＶの範囲である分散分布（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を有してよい。

【0138】

黒鉛粉末は、ぬれ性が低く、機械的特性に優れ、かつ導電性が高いのに対し、分子間力であるファンデルワールス力による凝集への親和性に起因して、分散性が低く、再凝集性が高く、かつ粘度が高いため、均一な複合材料を製造するのが困難である。そのため、コーティング組成物を提供するために黒鉛粉末をバインダー樹脂と共に有機溶媒に分散させる場合、黒鉛粒子の特性に起因して、黒鉛粒子が均一に分散することなく互いに凝集するという困難が存在する。一方、本発明によれば、熱伝導性組成物は、上述の溶媒の組合せにより、黒鉛粉末の分散性が向上し得る。

【0139】

加えて、本発明においては、フィラーを分散させるための分散剤の添加および種々の分散工程（超音波処理および撹拌等）の採用によって分散性をさらに向上させることができる。

【0140】

（２）熱伝導性接着フィルムの作製
上述の工程（２）において、接着剤を熱伝導性組成物に混合し、これをシート状に成形し乾燥させて、熱伝導性接着フィルムを得る。

【0141】

（２ａ）接着組成物の調製
好ましい例によれば、工程（２）は、（２ａ）先の工程で得られた熱伝導性組成物に接着剤を混合して接着組成物を調製すること、および（２ｂ）接着組成物をシート状に成形し、それを乾燥させて熱伝導性接着フィルムを製造することを含む。

【0142】

上述の工程（２ａ）において、先の工程で得られた組成物に接着剤を混合して接着組成物を調製する。

【0143】

例として、接着剤は、モノマーとしてのアクリル化合物を重合させることにより調製してよい。このとき、最終的に重合されるアクリルポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）、架橋度および重合の均一性を適切に調節することが重要である。

【0144】

別法として、接着剤は、モノマーとしてのオレフィン化合物を重合させることにより調製してよい。

【0145】

アクリル化合物、オレフィン化合物、および追加で入手可能な他のモノマー化合物の具体例は、先に例示したとおりである。さらに、好ましい接着剤の組成（接着剤に含まれる化合物の具体的な種類およびそれらの混合比）は、先に例示したとおりである。

【0146】

接着剤を熱伝導性組成物と混合するときの温度は、好ましくは２０〜５０℃、より具体的には２０〜３０℃である。接着剤と熱伝導性組成物との混合は、好ましくは、この温度条件で２〜４時間、より具体的には２〜３時間おこなわれる。混合が上述の好ましい温度範囲内で行われる場合、加熱により分子がメソフェーズ化（ｍｅｓｏ−ｐｈａｓｅｄ）し得、それにより分子の配置がより優れたものとなり得る。

【0147】

さらに、加えるべき接着剤の量は先に例示したとおりである。

【0148】

このようにして調製した組成物は、好ましくは、適切な量の有機溶媒を用いることにより粘度が１００〜４００ｃＰｓとなるように調節する。

【0149】

（２ｂ）熱伝導性接着フィルムの調製
上述の工程（２ｂ）において、先の工程で得られた接着組成物をシート状に成形し、乾燥させて熱伝導性接着フィルムを得る。

【0150】

熱伝導性接着フィルムは、単一の層で作製してよい。

【0151】

別法として、熱伝導性接着フィルムは、２以上の層で作製してもよい。例えば、熱伝導性接着フィルムは、ポリマー樹脂層を備えてよい。

【0152】

例として、先の工程で得られた接着組成物をポリマー樹脂層にコーティングして、それによりポリマー樹脂層を一方の側に有する熱伝導性接着フィルムを提供する。

【0153】

別の例として、先の工程で得られた接着組成物をポリマー樹脂層の両側にコーティングして、それにより、ポリマー樹脂層をコア層として有する熱伝導性接着フィルムを提供する。

【0154】

ポリマー樹脂層はポリマー樹脂を含んでよく、このポリマー樹脂の具体例は、熱伝導性接着フィルムに関する説明において先に例示したとおりである。

【0155】

別法として、熱伝導性接着フィルムは、ポリマー樹脂層を用いずに作製してもよい。

【0156】

このようにして作製した熱伝導性接着フィルムを熱乾燥してよい。熱乾燥は、例えば４０〜６０℃の温度で行ってよい。熱乾燥は、１２〜９６時間または２４〜７２時間おこなってよい。

【0157】

（３）熱伝導性フィラー層の形成
工程（３）において、先の工程で作製した熱伝導性接着フィルムの両側に、接着剤またはバインダー樹脂を用いることなく固体粉末状の少なくとも１種の熱伝導性フィラーをコーティングすることにより、熱伝導性フィラー層を形成する。

【0158】

熱伝導性フィラー層を形成するのに用いられる熱伝導性フィラーは、カーボン系フィラー、金属フィラーまたは非金属フィラー等を含んでよい。

【0159】

例えば、熱伝導性接着フィルムを作製するのに用いられるカーボン系フィラー、金属フィラーおよび非金属フィラーの少なくとも１種を熱伝導性フィラーとして用いてよい。この場合、熱伝導性フィラーは、上述したカーボン系フィラー、金属フィラーおよび非金属フィラーの準備と同様の方法で準備してよい。

【0160】

より具体的には、上述の熱伝導性接着フィルムに用いられる複合フィラーを熱伝導性フィラーとして用いてよい。

【0161】

固体粉末状の熱伝導性フィラーは、コーティング工程の前に、所望の粒径を有する粒子を選択するための分級を行ってよい。例えば、フィラーは、例えば３００以上または５００以上のサイズのメッシュを用いて、所望のサイズの粒子に分級してよい。より具体的には、３００〜１００００のサイズのメッシュを用いることが好ましい。例えば、粒子の分級は、５００〜２０００のサイズのメッシュを用いて３〜１０回行ってよい。

【0162】

メッシュの形状として、格子状メッシュを用いてよい。具体的なメッシュ形状として、（ｉ）長方形の孔を有する格子状メッシュ（図３ａを参照のこと）、（ｉｉ）正方形の孔および長方形の孔を共に有する格子状メッシュ（図３ｂを参照のこと）、または（ｉｉｉ）正方形の孔を有する格子状メッシュ（図３ｃを参照のこと）を用いてよい。

【0163】

本発明に係る熱伝導性フィラー粒子の分級は、これらのメッシュの１つまたはこれらの組合せを用いて行ってよい。

【0164】

一の例によれば、熱伝導性フィラー粒子の分級は、（３ａ）長方形の孔を有する格子状メッシュによる第１のふるいがけ（またはスクリーニング）、（３ｂ）長方形の孔および正方形の孔を共に有する格子状メッシュによる第２のふるいがけ、ならびに（３ｃ）正方形の孔を有する格子状メッシュによる第３のふるいがけを順番に含んでよい。このとき、長方形の孔は、長さが１５〜３０μｍ、幅が５〜１０μｍであってよい。また、正方形の孔は、長さおよび幅が５〜１０μｍであってよい。その結果、第１のふるいがけをした熱伝導性フィラーの粒径は０．５〜３０μｍであってよく、第３のふるいがけをしたフィラーの粒径は０．５〜５μｍであってよい。

【0165】

別法として、円形状、三角形状、菱形状、平行四辺形状またはこれらの組合せの形状のメッシュを用いることができる。熱伝導性フィラーの形状（球状、板状、混合型等）のメッシュを用いることも可能である。

【0166】

メッシュの材料として、スチール、ステンレススチール（ＳＵＳ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）またはこれらの組合せを用いてよい。特に、なかでも、不飽和ポリエステル樹脂とガラス繊維を混合して調製したＦＲＰ材料が、軽量性、硬度、耐久性および経済性の観点から好ましい。

【0167】

次いで、このように分級した固体粉末状の熱伝導性フィラーを、熱伝導性接着フィルムの両側にコーティングして熱伝導性フィラー層を形成する。

【0168】

このとき、熱伝導性接着フィルムは表面が接着性を有するので、熱伝導性フィラーをコーティングのための接着剤、バインダーまたは溶媒と混合しなくても、固体粉末状の熱伝導性フィラーを、熱伝導性接着フィルムの表面に容易にコーティングして熱伝導性フィラー層を形成することができる。また、熱伝導性フィラーはフィラー粒子間の静電気引力によりそれ自体が凝集力を有するので、熱伝導性フィラーは、接着剤またはバインダー樹脂がなくても均一な層を形成することができる。

【0169】

好ましくは、コーティングの間に熱伝導性接着フィルムに電流を印加した場合、熱伝導性フィラーのコーティングをより円滑に行うことができる。例えば、熱伝導性接着フィルムに電流を印加した場合、熱伝導性接着フィルムは、内部に分散した熱伝導性フィラーにより帯電し、その結果、熱伝導性接着フィルムの表面に熱伝導性フィラーをより効果的にコーティングすることができる。電流の印加は、１〜２０Ａ／ｄｍ^２、より具体的には１〜１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で行ってよい。

【0170】

（４）圧延工程（フィラーの高密度化）
上述の工程（４）において、先の工程で製造したシートを圧延して、熱伝導性フィラーの固体粒子を押圧して互いに結合させる。

【0171】

ここで、熱伝導性接着フィルムの表面にコーティングされた、圧延前には単に表面に接着している熱伝導性フィラーは、圧延により押圧され、その結果、熱伝導性フィラー粒子間の結合力が増大し、それにより均一な薄膜層が形成される。

【0172】

圧延は、例えば、押圧のためにプレスローラー（または押圧ローラー）に１〜５回通すことにより行ってよい。圧延の押圧条件および繰り返し回数は、所望のシート厚さを考慮して決定してよい。

【0173】

圧延によりシート全体を薄くすることができ、熱伝導性接着フィルムと熱伝導性フィラー層との間の接着力およびフィラー密度がさらに向上し得る。さらに、圧延により、熱伝導性接着フィルムの特性（引張強度および熱伝導性）と熱伝導性フィラー層の特性（高熱伝導性）とをあわせもつことができ、それにより性能がより向上した熱伝導性薄シートを提供することができる。

【0174】

物品および熱を放散させる方法
本発明の別の実施形態は、熱伝導性薄シートを含む物品を提供する。

【0175】

本発明のさらに別の実施形態は、熱伝導性薄シートを用いて物品から熱を放散させる方法を提供する。

【0176】

本発明が適用される物品は、電子デバイス、電子デバイスのケース、照明デバイス、バッテリーまたはバッテリーケースであってよいが、特にこれらに限定されるものではない。

【0177】

電子デバイスは、携帯電話、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、バーチャルリアリティ（ＶＲ）デバイス、セットトップ・ボックス、携帯ゲーム機、外付けハードディスクドライブ、ＭＰ３プレーヤー、ビーム・プロジェクター、テレビ、モニター、車両用ブラック・ボックス、車両用ナビゲーター、通信デバイス、電力変換機、電力供給機または医療用電子デバイスであってよい。

【0178】

さらに、照明デバイスは、ＬＥＤ照明デバイスまたは電球であってよい。

【0179】

好ましくは、物品は、電気的、電子的または化学的作用により熱を発生する熱源を有してよい。例えば、電子デバイスは、電子素子、回路基板または光源を含んでよい。

【0180】

熱伝導性薄シートは、熱源の表面、熱源に密接するヒートシンクの表面、または熱源に隣接する物品のケーシングに直接取り付けてよい。

【0181】

好ましい例として、物品は、熱源を含むバッテリー、電子デバイスまたは照明デバイスであり、熱伝導性薄シートは、熱源の表面、熱源に密接するヒートシンクの表面、または熱源に隣接する物品のケーシングに直接取り付けてよい。

【0182】

図６〜図１２は、熱伝導性薄シートを種々の物品に採用した例を示す。具体的には、図６は、熱伝導性薄シートが適用された携帯電話の分解図を示し、図７ａ〜７ｃは、熱伝導性薄シートが適用された電子デバイスの断面図を示し、図８ａ〜８ｂは、熱伝導性薄シートが適用されたダイレクト型（または直下型）およびエッジ型のフラットパネル照明デバイスの平面図を示し、図９ａ〜９ｂは、熱伝導性薄シートが適用されたダイレクト型およびエッジ型のフラットパネル照明デバイスの断面図を示し、図１０は、熱伝導性薄シートが適用されたバルブ型ランプを示し、図１１は、熱伝導性薄シートが適用されたＬＥＤ照明デバイスの断面図を示し、図１２は、熱伝導性薄シートが適用された電気自動車の透視図およびそれに搭載されたバッテリーセルの拡大図を示す。

【0183】

図６に表されるように、熱伝導性薄シート（１）は、携帯電話のディスプレイユニット（１１３）またはチップセット基板（１１５）に隣接して配置してよい。

【0184】

さらに、図７ａ〜７ｃに表されるように、熱伝導性薄シート（１）は、電子デバイスのケーシング（１３）の熱源（１１）に対応する領域（図７ａを参照のこと）、熱源（１１）に密接するヒートシンク（１２）の表面（図７ｂを参照のこと）、または直接熱源（１１）の表面（図７ｃを参照のこと）に取り付けてよい。

【0185】

また、図８ａおよび９ａに表されるように、熱伝導性薄シート（１）は、ダイレクト型フラットパネル照明デバイスのＬＥＤ素子（２０）の背面、またはＬＥＤ素子に密接するヒートシンク（１２）の背面に取り付けてよい。図８ｂおよび９ｂに示すように、熱伝導性薄シート（１）は、エッジ型フラットパネル照明デバイスのＬＥＤ素子（２０）が備えられたエッジに隣接する位置、すなわちケーシングの側方に取り付けてよい。

【0186】

さらに、図１０に表されるように、熱伝導性薄シートは、バルブ型ランプ等のケーシング（１３）の内壁に取り付けてよい。

【0187】

さらに、図１１は、一般的なＬＥＤ照明デバイスの断面図を示す。熱伝導性薄シート（１）は、ＬＥＤ素子（２０）が備えられた基板（５０）の一の表面およびヒートシンク（１２）の一の表面に取り付けてよい。

【0188】

また、図１２に表されるように、熱伝導性薄シート（１）は、バッテリーセル（６０）を高温から保護するために、電気自動車に搭載されたバッテリーセル（６０）の表面に取り付けてよい。

【0189】

図１３ａ〜１５ｄは、熱伝導性薄シートを種々の物品に適用した例をより詳細に示す。

【0190】

図１３ａに表されるように、熱伝導性薄シート（１）は、熱の放散を目的として、携帯電話（１１０）において最も多くの熱が発生する部品の１つであるバッテリー（１１１）の前側（または前面）（Ｆ）もしくは後ろ側（または背面）（Ｂ）、または携帯電話（１１０）のバッテリーカバー（１１２）の前側（Ｆ）もしくは後ろ側（Ｂ）に取り付けてよい。

【0191】

また、図１３ｂに表されるように、熱伝導性薄シート（１）を、携帯電話の本体に加えて携帯電話ケースに取り付けて、携帯電話からの熱を放散させてよい。例えば、熱を放散させるために、熱伝導性薄シート（１）は、オープン型（ｏｐｅｎ−ｔｙｐｅ）携帯電話ケース（１２０）の前側（Ｆ）もしくは後ろ側（Ｂ）、折りたたみ式（ｆｏｌｄｅｒ−ｔｙｐｅ）携帯電話ケース（１３０）のカバーユニット（１３１）の前側（Ｆ）もしくは後ろ側（Ｂ）、または折りたたみ式携帯電話ケース（１３０）に携帯電話（１１０）を収納するためのハウジングユニット（１３２）の前側（Ｆ）もしくは後ろ側（Ｂ）に取り付けてよい。

【0192】

オープン型携帯電話ケース（１２０）および折りたたみ式携帯電話ケース（１３０）は、ポリマー樹脂類、天然皮革、合成皮革、金属、ゴム、キュービックジルコニアおよびこれらの組合せからなる群から選択される材料を含んでよい。

【0193】

さらに、熱伝導性薄シート（１）は、携帯電話以外のモバイルデバイスに適用してよい。例えば、熱伝導性薄シート（１）は、熱を放散するために、タブレットＰＣ（２００）の後ろ側（Ｂ）（図１４ａを参照のこと）、ノートＰＣ（３００）のディスプレイユニット（３０１）の後ろ側（Ｂ）もしくはキーボードユニット（３０２）の前側もしくは後ろ側（図１４ｂを参照のこと）、携帯用ゲーム機（４００）の後ろ側（Ｂ）（図１４ｃを参照のこと）、またはＭＰ３プレーヤー（５００）の後ろ側（Ｂ）（図１４ｄを参照のこと）に取り付けてよい。

【0194】

さらに、熱伝導性薄シート（１）は、先に例示したもの以外の他の種々の電子デバイスに適用してよく、熱を放散するために、外付けハードディスクドライブ（６００）の前側（Ｆ）もしくは後ろ側（Ｂ）（図１５ａを参照のこと）、セットトップ・ボックス（７００）の上側（Ｕ）、底部側（Ｌ）もしくは側方（Ｓ）（図１５ｂを参照のこと）、ビーム・プロジェクター（８００）の上側（Ｕ）もしくは底部側（Ｌ）（図１５ｃを参照のこと）、または車両用ブラック・ボックス（９００）の前側（Ｆ）もしくは後ろ側（Ｂ）（図１５ｄを参照のこと）に取り付けてよい。

【0195】

本発明に係る物品は、熱伝導性薄シートを含むことにより、物品の使用中に発生する熱を効果的に放散させる。特に、本発明の物品に適用される熱伝導性薄シートは、複合フィラーを有する熱伝導性接着フィルムの両側に熱伝導性フィラー層を有する。そのため、フィラーの充填率が高く且つ引張強度および可撓性に優れているので、取り扱いが便利である。したがって、ＬＥＤまたはＯＬＥＤ等の発光源が採用された又はＩＣチップが高度に集積された電子デバイスおよび照明デバイス等の種々の物品に熱伝導性薄シートを適用して、それにより、使用中に発生する熱を効果的に放散させることができる。

【0196】

［発明の態様］
以下、熱伝導性薄シートを作製してそれを物品に適用する例について、より詳細に説明する。

【0197】

実施例１：熱伝導性薄シートの作製
工程（１）：熱伝導性組成物の調製
（１ａ）第１分散溶液の調製
粒径５〜１０μｍのフレーク状の黒鉛粉末を、粒径１〜２０μｍのカーボンブラックと混合してカーボン系フィラーを調製した。ここで、カーボン系フィラー中のカーボンブラックの含有量は５重量％であった。上述のように得られたカーボン系フィラーに有機溶媒および分散剤を加えて第１分散溶液を調製した。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ：ＣＡＳ番号１０８−６５−６）、シクロヘキサノン（ＣＡＳ番号１０８−９４−１）、芳香族炭化水素溶媒（ＣＡＳ番号６４７４２−９５−６）および３，５，５−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オン（イソホロン：ＣＡＳ番号７８−５９−１）を２：３：３：３の重量比で混合したものを有機溶媒として用いた。分散剤として、ｐＨ６．５のＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６０を用いた。カーボン系フィラー、有機溶媒混合物および分散剤を２０：８０：５の重量比で撹拌機に入れ、撹拌機の回転数を徐々に増大させてこれらを分散させた。真空下で回転数を４０ｒｐｍまで上昇させ、混合物を２時間撹拌して第１分散溶液を調製した。

【0198】

（１ｂ）第２分散溶液の調製
工程（１ａ）で調製した第１分散溶液に金属フィラーおよび非金属フィラーを加えて第２分散溶液を調製した。金属フィラーとして、デンドライト構造を有する粒径１〜５μｍの銅粉末（Ｒｏｎａｌｄ Ｂｒｉｔｔｏｎ社）を用いた。さらに、非金属フィラーとして、粒径２〜５μｍのアルミナ粉末を用いた。金属フィラーおよび非金属フィラーは、第１分散溶液に含まれるカーボン系フィラー１０重量部あたり、それぞれ２０重量部の量を第１分散溶液に加えた。具体的には、第１分散溶液が入っている撹拌機にかけられた真空を解除した後、金属フィラーおよび非金属フィラーを加え、混合物を３０ｒｐｍで１５分間さらに撹拌した。次いで、脱泡のために撹拌機の羽根（またはインペラー、ｉｍｐｅｌｌｅｒ）を１０ｒｐｍで２０分間逆方向に回転させて、第２分散溶液を得た。

【0199】

（１ｃ）熱伝導性組成物の調製
上述の工程（１ｂ）で調製した第２分散溶液にバインダー樹脂を加えて、最終的な熱伝導性組成物を得た。バインダー樹脂として、２液型熱硬化性ウレタン樹脂（ＮＦＨ１００、ＮＣＣ Ｔｒａｄｅ株式会社）を用いた。バインダー樹脂は、最終的な組成物１００重量％を基準として約５５重量％の量を加えた。具体的には、上述の工程（１ｃ）で得られた第２分散溶液が入っている撹拌機にバインダー樹脂を加え、撹拌機の回転数を徐々に増大させてこれらを分散させた。まず、真空下で回転数を２５ｒｐｍまで上昇させ、混合物を１時間撹拌し、真空を解除した。次いで、脱泡のために撹拌機の羽根を５ｒｐｍで１０分間逆方向に回転させた。このようにして得られた組成物を約２０分間超音波振動処理することにより、最終的に熱伝導性組成物を得た。

【0200】

工程（２）：熱伝導性接着フィルムの作製
（２ａ）接着組成物の調製
上述の工程（１）で得られた熱伝導性組成物に接着剤を混合して接着組成物を調製した。具体的には、接着剤および熱伝導性組成物を２０〜５０℃で２〜４時間混合した。ここで、接着剤として用いるために、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレートおよびエチレンをキシレンおよびシクロヘキサノンで希釈した。ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、エチレン、キシレンおよびシクロヘキサノンの重量比は２０：２０：１０：１０：５であった。

【0201】

（２ｂ）熱伝導性接着フィルムの作製
上述の工程（２ａ）で得られた接着組成物を、ポリマー樹脂層（ポリエステルフィルム）の両側にコーティングした。コーティング層を乾燥させて、ポリマー樹脂層の上側および下側に熱伝導性接着層が形成された熱伝導性接着フィルムを作製した。作製した熱伝導性接着フィルムの表面を電子顕微鏡で観察した。これを図２ａに示す。

【0202】

工程（３）：熱伝導性フィラー層の形成
膨張黒鉛粉末、銅粉末およびアルミナ粉末を６０：２０：２０の重量比で混合して、熱伝導性フィラー粉末の混合物を得た。

【0203】

熱伝導性フィラー粉末の混合物を、ＦＲＰ材料の格子状メッシュで分級した。ここで、混合物について、長方形（１９×６μｍ）の孔を有するメッシュによる第１のふるいがけ、長方形（１９×６μｍ）の孔および正方形（６×６μｍ）の孔を共に有するメッシュによる第２のふるいがけ、ならびに正方形（６×６μｍ）の孔を有するメッシュによる第３のふるいがけを行った。その結果、最終的に分級された熱伝導性フィラー粉末の混合物の粒径は０．５〜５μｍであった。

【0204】

このように分級した粉末を、上述の工程（２）で作製した熱伝導性接着フィルムの両側にコーティングした。このとき、熱伝導性接着フィルムに電流を６〜１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で５〜１０秒間印加しながらコーティングを行った。

【0205】

その結果、熱伝導性接着フィルムの両側に熱伝導性フィラー層が形成されたシートが得られた。図２ｂは、工程（３）で作製した熱伝導性フィラー層の表面を観察した電子顕微鏡写真である。

【0206】

工程（４）：圧延
先の工程で形成された熱伝導性フィラー層を有するシートをローラーで１〜５回圧延して、熱伝導性薄シートを得た。

【0207】

最終的に得られた熱伝導性薄シートの総厚さは約３０μｍであり、このうち熱伝導性接着フィルムの厚さは約５μｍであり、熱伝導性フィラー層の厚さは約２５μｍであった。

【0208】

実施例２：熱伝導性薄シートを備える物品
実施例１で得られた熱伝導性薄シートを携帯電話に適用した。具体的には、携帯電話（ギャラクシーノートＩＩＩ、サムスン電子）の本体を取り外した後の熱源（ＬＣＤパネル）に、熱伝導性薄シートを取り付けた。次いで、携帯電話を使用している間に熱源から発生した熱を放散させた。

【0209】

試験例１：熱拡散率の測定
種々の条件の下で、実施例１で作製した熱伝導性薄シートの熱拡散率を銅箔シートの熱拡散率と比較した。

【0210】

（１）放熱材料
・銅箔シート：市販の通常の銅シート（ＳＴＮ２０５０Ｃ、Ｓｏｌｕｅｔａ）を用いた。
・熱伝導性薄シート：実施例１の熱伝導性薄シートを用いた。
・通常の両面テープ：市販の両面テープ（ＣＴ−０１０、Ｃｈｅｍｕｃｏ株式会社）を用いた。
・熱伝導性両面テープ：市販の熱伝導性両面テープ（ＩＮＰ−ＴＤＴ１０、Ｉｎｎｏｐｏｌｅ株式会社）を用いた。

【0211】

（２）サンプル（かっこ内の数字は厚さを表す）
・サンプルＡ１：熱伝導性薄シート（３０μｍ）
・サンプルＡ２：熱伝導性薄シート（４０μｍ）／熱伝導性両面テープ（１０μｍ）の積層シート
・サンプルＡ３：通常の両面テープ（１０μｍ）／熱伝導性薄シート（５０μｍ）／通常の両面テープ（１０μｍ）の積層シート
・サンプルＢ１：銅箔シート（１６μｍ）
・サンプルＢ２：銅箔シート（２０μｍ）／熱伝導性両面テープ（１０μｍ）の積層シート
・サンプルＢ３：通常の両面テープ（１０μｍ）／銅箔シート（５０μｍ）／通常の両面テープ（１０μｍ）の積層シート

【0212】

（３）試験方法
先に作製したサンプルの熱拡散率を、ＮＥＴＺＳＣＨ（独国）のＬＦＡ４４７ Ｎａｎｏｆｌａｓｈを用いて、ＡＳＴＭ Ｅ １４１６の下でレーザーフラッシュ分析（ｌａｓｅｒ ｆｌａｓｈ ａｎａｌｙｓｉｓ、ＬＦＡ）法に従って測定した。

【0213】

（４）試験結果および評価
サンプルについて測定した水平方向（面方向）の熱拡散率を以下の表１にまとめる。

【0214】

【表1】

【0215】

上記表１に示すように、同じ積層構成において、実施例１の熱伝導性薄シートを用いたサンプル（サンプルＡ１〜Ａ３）は、銅箔シートを用いたサンプル（サンプルＢ１〜サンプルＢ３）よりも著しく高い熱拡散率を示した。

【0216】

試験例２：引張強度の測定
実施例１の工程（１）〜（４）により作製した厚さ３０μｍの熱伝導性薄シートの引張強度を測定し、また、厚さ３０μｍの天然黒鉛シートの引張強度も測定した。結果を以下の表２に示す。引張強度は、２回の測定の平均値として得た。

【0217】

【表2】

【0218】

表２に示すように、実施例１の熱伝導性薄シートは、天然黒鉛シートよりも約１０倍大きい引張強度を有していた。

【0219】

試験例３：携帯電話からの放熱の評価
実施例１で作製した熱伝導性薄シートを携帯電話に適用して、種々の条件下での放熱性能を評価した。

【0220】

（１）放熱材料
・銅箔シート：市販の銅シート（ＳＴＮ２０５０Ｃ、Ｓｏｌｕｅｔａ）を用いた。
・熱伝導性薄シート：実施例１の熱伝導性薄シートを用いた。
・通常の両面テープ：市販の両面テープ（ＣＴ−０１０、Ｃｈｅｍｃｏ株式会社）を用いた。
・熱伝導性両面テープ：市販の熱伝導性両面テープ（ＩＮＰ−ＴＤＴ１０、Ｉｎｎｏｐｏｌｅ株式会社）を用いた。

【0221】

（２）サンプル（かっこ内の数字は厚さを表す）
・サンプルＣ１：熱伝導性薄シート（３０μｍ）／通常の両面テープ（１０μｍ）の積層シート
・サンプルＣ２：熱伝導性薄シート（３０μｍ）／熱伝導性両面テープ（１０μｍ）の積層シート
・サンプルＤ１：銅箔シート（３０μｍ）／通常の両面テープ（１０μｍ）の積層シート
・サンプルＤ２：銅箔シート（３０μｍ）／熱伝導性両面テープ（１０μｍ）の積層シート

【0222】

（３）試験方法
携帯電話（ギャラクシーノートＩＩＩ、サムスン電子）の本体を取り外した後の熱源（ＬＣＤパネル）に各サンプルを取り付けた。携帯電話の全ての機能を終了させた（初期温度：２４±０．５℃）。携帯電話のビデオ録画機能を作動させて１５分間温度を上昇させた後、ビデオ録画機能を停止し、１５分間温度を低下させた。温度は、赤外線カメラ（ＴＨ９１００ＰＷＶ、ＮＥＣ）を用いて、熱源に固定した２つの測定ポイントにおいて５分ごとに測定した。

【0223】

（４）試験結果および評価
それぞれ測定したサンプルの各ポイントにおける温度を以下の表３〜６にまとめる。さらに、図４ａ〜５ｂに測定結果をグラフで示す。

【0224】

【表3】

【0225】

【表4】

【0226】

【表5】

【0227】

【表6】

【0228】

上記表３〜６および図４ａ〜５ｂに示すように、実施例１の熱伝導性薄シートを用いたサンプル（サンプルＣ１およびＣ２）は、携帯電話の熱源の各ポイントにおいて、銅箔シートを用いたサンプル（サンプルＤ１およびＤ２）よりも低い温度を示した。

【0229】

特に、熱伝導性薄シートの一方の側に取り付けられた熱伝導性両面テープを採用したサンプル（サンプルＣ２）は、携帯電話の熱源の各ポイントにおいて、熱伝導性薄シートの一方の側に取り付けられた通常の両面テープを採用したサンプル（サンプルＣ１）よりも低い温度を示した。

【符号の説明】

【0230】

１ 熱伝導性薄シート
１１ 熱源
１２ ヒートシンク
１３ ケーシング
２０ ＬＥＤ素子
３０ 導光板
４０ 光学フィルム
５０ 基板
６０ バッテリーセル
１１０ 携帯電話
１１１ バッテリー
１１２ バッテリーカバー
１１３ ディスプレイユニット
１１４ ブラケット
１１５ チップセット基板
１２０ オープン型携帯電話ケース
１３０ 折りたたみ式携帯電話ケース
１３１ カバーユニット
１３２ ハウジングユニット
２００ タブレットＰＣ
３００ ノートＰＣ
３０１ ディスプレイユニット
３０２ キーボードユニット
４００ 携帯ゲーム機
５００ ＭＰ３プレーヤー
６００ 外付けハードディスクドライブ
７００ セットトップ・ボックス
８００ ビーム・プロジェクター
９００ 車両用ブラック・ボックス
Ｆ 前側（または前面）
Ｂ 後ろ側（または背面）
Ｕ 上側（または上面）
Ｌ 底部側（または底面）
Ｓ 側方（または側面）

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図8a】

【図8b】

【図9a】

【図9b】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13a】

【図13b】

【図14a】

【図14b】

【図14c】

【図14d】

【図15a】

【図15b】

【図15c】

【図15d】

【国際調査報告】