導(dǎo)熱片、led安裝用基板以及l(fā)ed模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供散熱特性優(yōu)良、在聚合物基質(zhì)中分散有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片。本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱片，其為在聚合物基質(zhì)中分散有非球狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片，所述導(dǎo)熱填料的至少一部分在所述片的厚度方向上進(jìn)行取向，在將所述導(dǎo)熱填料在所述片的厚度方向上的取向度最大的部分作為取向中心、將通過該取向中心與片表面垂直的軸作為取向中心軸時，具有所述導(dǎo)熱填料朝向該取向中心軸上的一點進(jìn)行取向、并且隨著從所述取向中心朝向所述片的周緣部所述導(dǎo)熱填料在所述片的厚度方向上的取向度減少的部分。
【專利說明】導(dǎo)熱片、LED安裝用基板以及LED模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在聚合物基質(zhì)中分散有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片。本發(fā)明還涉及使用該導(dǎo)熱片的發(fā)光二極管(LED)安裝用基板、以及進(jìn)一步使用其的LED模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，伴隨以半導(dǎo)體元件為代表的電子部件的高密度化、高性能化，其發(fā)熱量不斷增加。因此，將由電子部件產(chǎn)生的熱有效地向外部釋放變得很重要。另外，近年來，由于具有長壽命且省電的特征，因此，發(fā)光二極管(LED)光源的開發(fā)正在積極進(jìn)行，伴隨LED的發(fā)光強(qiáng)度的增大，其發(fā)熱量不斷增加。因此，將由LED產(chǎn)生的熱有效地向外部釋放變得很重要。
[0003]由此，散熱 構(gòu)件的重要性增高，作為散熱構(gòu)件的一種，已知在聚合物基質(zhì)中分散有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片。對于這樣的導(dǎo)熱片而言，通過施加磁場等使導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向，由此提高導(dǎo)熱性(例如，參見專利文獻(xiàn)I~4)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-281995號公報
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-012911號公報
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-012912號公報
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本特開2007-012913號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的問題
[0011]在這些專利文獻(xiàn)中，導(dǎo)熱填料沿片的厚度方向進(jìn)行取向，但本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，散熱特性具有改善的余地。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于，提供散熱特性優(yōu)良的、在聚合物基質(zhì)中分散有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片。本發(fā)明的目的還在于，提供使用該導(dǎo)熱片的LED安裝用基板、以及進(jìn)一步使用其的LED模塊。
[0013]用于解決問題的手段
[0014]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱片，其為在聚合物基質(zhì)中分散有非球狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片，其中，
[0015]上述導(dǎo)熱填料的至少一部分在上述片的厚度方向上進(jìn)行取向，
[0016]在將上述導(dǎo)熱填料的在上述片的厚度方向上的取向度最大的部分設(shè)為取向中心，將通過該取向中心并與片表面垂直的軸設(shè)為取向中心軸時，所述導(dǎo)熱片具有:
[0017]上述導(dǎo)熱填料朝向該取向中心軸上的一點進(jìn)行取向、并且上述導(dǎo)熱填料在上述片的厚度方向上的取向度從上述取向中心朝向上述片的周緣部減少的部分。
[0018]本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，優(yōu)選上述導(dǎo)熱填料的60%以上以相對于片表面為45°以上的角度進(jìn)行取向。
[0019]本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，優(yōu)選通過對距上述取向中心軸上的一點近的片表面施加熱而測定的熱導(dǎo)率λ I與通過對距上述取向中心軸上的一點遠(yuǎn)的片表面施加熱而測定的熱導(dǎo)率入2之比\ J \ % 1.5以上。
[0020]上述導(dǎo)熱填料優(yōu)選為碳纖維或氮化硼。
[0021]本發(fā)明的導(dǎo)熱片的優(yōu)選的一個實施方式中，構(gòu)成上述聚合物基質(zhì)的聚合物為含有70摩爾％以上具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體單元的聚合物。此時，可以將導(dǎo)熱片以導(dǎo)熱粘合片的形式構(gòu)成。
[0022]本發(fā)明的導(dǎo)熱片的優(yōu)選的另一個實施方式中，構(gòu)成上述聚合物基質(zhì)的聚合物為含氟樹脂。此時，導(dǎo)熱片適用于發(fā)光二極管安裝用基板用途。因此，本發(fā)明還涉及使用該導(dǎo)熱片的發(fā)光二極管安裝用基板，本發(fā)明進(jìn)一步涉及具備該發(fā)光二極管安裝用基板以及發(fā)光二極管芯片的發(fā)光二極管模塊。
[0023]本發(fā)明還涉及一種導(dǎo)熱片的制造方法，其包括:
[0024]在支撐體上涂布包含聚合物、導(dǎo)熱填料和溶劑的涂布液的工序；
[0025]從上述支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場，從而使上述涂布液中的導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向的工序；以及
[0026]使上述支 撐體上的涂布液干燥而得到片的工序。
[0027]本發(fā)明還涉及一種導(dǎo)熱片的制造方法，其包括:
[0028]在支撐體上涂布包含單體、聚合引發(fā)劑和導(dǎo)熱填料的涂布液的工序；
[0029]從上述支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場，從而使上述涂布液中的導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向的工序；以及
[0030]使上述支撐體上的涂布液中的單體聚合而得到片的工序。
[0031]發(fā)明效果
[0032]根據(jù)本發(fā)明，可以得到散熱特性優(yōu)良的、在聚合物基質(zhì)中分散有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片。根據(jù)本發(fā)明，可以構(gòu)成散熱特性優(yōu)良的導(dǎo)熱粘合片、LED安裝用基板、LED模塊等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是示意性地表示本發(fā)明的LED模塊的剖視圖。
[0034]圖2是實施例1的導(dǎo)熱片的利用X射線CT的取向角度測定結(jié)果。
[0035]圖3是實施例2的導(dǎo)熱片的利用X射線CT的取向角度測定結(jié)果。
【具體實施方式】
[0036]首先，對本發(fā)明的導(dǎo)熱片進(jìn)行說明。本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱片，其為在聚合物基質(zhì)中分散有非球狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片，其中，
[0037]上述導(dǎo)熱填料的至少一部分在上述片的厚度方向上進(jìn)行取向，
[0038]在將上述導(dǎo)熱填料的在上述片的厚度方向上的取向度最大的部分設(shè)為取向中心，將通過該取向中心并與片表面垂直的軸設(shè)為取向中心軸時，所述導(dǎo)熱片具有:
[0039]上述導(dǎo)熱填料朝向該取向中心軸上的一點進(jìn)行取向、并且上述導(dǎo)熱填料在上述片的厚度方向上的取向度從上述取向中心朝向上述片的周緣部減少的部分。[0040]本發(fā)明中，構(gòu)成基質(zhì)的聚合物只要是能夠形成為片狀的聚合物，則沒有特別限定，可以使用例如含氟樹脂、聚酰亞胺、聚丙烯酸酯、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺、(甲基)丙烯酸類聚合物、環(huán)氧樹脂、聚硅氧烷樹脂等。
[0041]作為含氟樹脂的例子，可以列舉:聚四氟乙烯、全氟烷氧基含氟樹脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯等。構(gòu)成基質(zhì)的聚合物包含含氟樹脂時，導(dǎo)熱片適合LED安裝用基板用途。作為含氟樹脂,優(yōu)選為聚偏二氟乙烯。
[0042]作為(甲基)丙烯酸類聚合物，可以優(yōu)選使用含有70重量％以上具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體單元的聚合物。構(gòu)成基質(zhì)的聚合物為該聚合物時，可以賦予導(dǎo)熱片粘合性。該聚合物優(yōu)選含有80重量％以上具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體單元，更優(yōu)選含有90重量％以上。
[0043]作為具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯，可以列舉例如:(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、2_(甲基 )丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯等。這些(甲基)丙烯酸烷基酯可以單獨使用或組合使用兩種以上。
[0044]作為上述聚合物的其它單體單元，可以列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含羧基單體；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸羥己酯等含羥基單體；馬來酸酐、衣康酸酐等酸酐單體；2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸磺丙酯等含磺酸基單體；丙烯酰磷酸2-羥基乙酯等含磷酸基單體等。另外，還可以列舉(甲基)丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺等N-取代(甲基)丙烯酰胺等酰胺類單體、N-(甲基)丙烯酰氧基亞甲基琥珀酰亞胺、N-[6-(甲基)丙烯酰氧基六亞甲基]琥珀酰亞胺、N-[8-(甲基)丙烯酰氧基八亞甲基]琥珀酰亞胺等琥珀酰亞胺類單體等作為其它單體單元。還可以列舉:乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基羧酸酰胺類、苯乙烯、N-乙烯基己內(nèi)酰胺等乙烯基類單體；丙烯腈、甲基丙烯腈等腈類單體、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、含氟(甲基)丙烯酸酯、聚硅氧烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯等(甲基)丙烯酸酯類單體；甲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯等碳原子數(shù)I或15以上的(甲基)丙烯酸烷基酯等。這些當(dāng)中，從導(dǎo)熱片的粘合性的觀點出發(fā)，優(yōu)選含羧基單體以及含羥基單體，特別優(yōu)選丙烯酸。
[0045]另外，作為上述聚合物的其它單體單元，可以使用多官能(甲基)丙烯酸酯。作為多官能(甲基)丙烯酸酯，可以沒有特別限制地使用具有至少兩個(甲基)丙烯酰基的化合物。作為其例子，可以列舉:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、1，2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
[0046]多官能(甲基)丙烯酸酯的使用量優(yōu)選以聚合物基質(zhì)的凝膠分?jǐn)?shù)達(dá)到45重量％以上的方式配合，更優(yōu)選以上述凝膠分?jǐn)?shù)達(dá)到50重量％以上的方式配合。構(gòu)成基質(zhì)的聚合物為上述聚合物時，導(dǎo)熱片可以作為粘合層發(fā)揮作用，凝膠分?jǐn)?shù)為45重量％以上時，可以賦予該粘合層高凝聚力和保持力，并可以賦予剪切方向上的高膠粘強(qiáng)度。但是，凝膠分?jǐn)?shù)過高時，粘合層的粘性降低，有時對粘合性能和外觀產(chǎn)生不良影響，因此，凝膠分?jǐn)?shù)優(yōu)選為99重量％以下，更優(yōu)選為97重量％以下。
[0047]另外，關(guān)于凝膠分?jǐn)?shù)，精確稱量約Ig聚合物基質(zhì)，將其在約40g乙酸乙酯中浸潰7天，然后，回收全部乙酸乙酯中的不溶解成分，在130°C干燥2小時，求出其重量，將所得到的數(shù)值代入下式來計算。
[0048]凝膠分?jǐn)?shù)(重量％)=(不溶解成分重量/浸潰前的聚合物基質(zhì)重量)X 100
[0049]本發(fā)明中使用的導(dǎo)熱填料的形狀為非球狀。導(dǎo)熱填料由于為非球狀，因而可以進(jìn)行取向。導(dǎo)熱填料的形狀優(yōu)選為板狀或棒狀。另外，導(dǎo)熱填料優(yōu)選易磁化軸與熱導(dǎo)率增高的方向一致。
[0050]作為本發(fā)明中使用的導(dǎo)熱填料，可以列舉例如:碳纖維、碳納米管、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物等。
[0051]關(guān)于碳纖維，以中間相浙青類作為主要原料進(jìn)行熔融紡絲、不溶化和碳化處理而得到的碳纖維，與以PAN類作為主要原料得到的碳纖維相比，具有更發(fā)達(dá)的石墨結(jié)構(gòu)，并且在纖維長度方向的熱導(dǎo)率更高，因此更優(yōu)選。此外，利用氣相生長法得到的碳纖維的尺寸變小，因此，難以在基質(zhì)中分散和排列，但所得到的導(dǎo)熱片的外觀平滑，因此優(yōu)選。碳纖維的平均纖維直徑優(yōu)選為0.1~20 μ m、平均纖維長度優(yōu)選為I~500 μ m。另外，纖維長度的上限可以根據(jù)導(dǎo)熱片的厚度適當(dāng)選定?？紤]到長徑比大時難以取向以及纖維直徑有限制，長度優(yōu)選為500 μ m以下。
[0052]作為金屬氮化物的例子，可以列舉:氮化硼、氮化鋁、氮化硅等。作為金屬氧化物的例子，可以列舉:氧 化鋁、氧化硅、氧化鋅、氧化鎂等。另外，作為金屬碳化物的例子，可以列舉:碳化硅等。作為金屬氫氧化物的例子，可以列舉:氫氧化鋁、氫氧化鎂等。使用金屬氮化物、金屬氧化物、金屬碳化物或金屬氫氧化物時，關(guān)于其粒徑，可以為0.5~100μπι。小于
0.5 μ m時，難以形成導(dǎo)熱通路，另外，超過100 μ m時，由于表面粗糙和空隙引起的界面電阻增加，有可能導(dǎo)熱效果變小。
[0053]導(dǎo)熱填料的利用懸浮法測定的各向異性磁化率優(yōu)選為1X10_7以上。各向異性磁化率小于該值的情況下，需要高磁場強(qiáng)度和低基質(zhì)粘度，因此，設(shè)備、材料的制約增多，因此不優(yōu)選。另外，懸浮法是對分散有反磁性填料的溶液施加磁場、由填料的角度變化計算取向松弛時間、并換算成各向異性磁化率的方法。
[0054]從熱導(dǎo)率以及磁化率高的觀點出發(fā)，特別優(yōu)選的導(dǎo)熱填料為碳纖維和氮化硼。
[0055]導(dǎo)熱填料的含量相對于聚合物基質(zhì)優(yōu)選為3~60重量％。小于3重量％時,有可能得不到充分的導(dǎo)熱性，大于60重量％時，有可能難以規(guī)則地使填料排列。
[0056]本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，上述導(dǎo)熱填料的至少一部分在上述片的厚度方向上取向。此時，在將上述導(dǎo)熱填料的在上述片的厚度方向上的取向度最大的部分設(shè)為取向中心，將通過該取向中心并與片表面垂直的軸設(shè)為取向中心軸時，導(dǎo)熱片具有導(dǎo)熱填料以上述導(dǎo)熱填料朝向該取向中心軸上的一點進(jìn)行取向、并且上述導(dǎo)熱填料在上述片的厚度方向上的取向度從上述取向中心朝向上述片的周緣部減少的方式進(jìn)行取向的部分。導(dǎo)熱填料這樣進(jìn)行取向的部分可以為片整體，也可以僅為片的一部分，也可以是片上的2個部位以上。
[0057]關(guān)于導(dǎo)熱填料在片的厚度方向上的取向度，在觀察片的厚度方向的截面時，可以作為片的面方向與填料的長軸方向之間的角度進(jìn)行評價。[0058]這樣觀察導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向的本發(fā)明的導(dǎo)熱片的片的厚度方向的截面時，填料扇狀(放射狀)地進(jìn)行取向。現(xiàn)有技術(shù)中，對于導(dǎo)熱片而言，填料沿片的厚度方向進(jìn)行取向，由此，可以沿片的厚度方向迅速地傳導(dǎo)熱。與此相對，本發(fā)明的導(dǎo)熱填料在該片的厚度方向的截面上，由于填料扇狀(放射狀)地進(jìn)行取向，因此，在對扇形狀變窄的片表面(距取向中心軸上的一點近的片表面)的一部分施加熱時，可以使熱沿片的面方向擴(kuò)散的同時沿片的厚度方向傳導(dǎo)。于是，與沿片的厚度方向填料進(jìn)行取向的現(xiàn)有技術(shù)相比，用于散熱的片的面積變大，可以得到更高的散熱特性。
[0059] 從導(dǎo)熱性的觀點出發(fā)，對于本發(fā)明的導(dǎo)熱片而言，優(yōu)選導(dǎo)熱填料的60%以上以相對于片表面為45°以上的角度進(jìn)行取向。
[0060]本發(fā)明中，在觀察片的厚度方向的截面時，由于填料扇狀(放射狀)地進(jìn)行取向，因此，在對扇形狀變窄的片表面(距取向中心軸上的一點近的片表面)的一部分施加熱時，沿片的另一個面擴(kuò)散的同時傳導(dǎo)熱，在對扇形狀變寬的片表面(距取向中心軸上的一點遠(yuǎn)的片表面)的一部分施加熱時，在片的另一個面上匯集的同時傳導(dǎo)熱。由此，將通過對距取向中心軸上的一點近的片表面施加熱而測定的熱導(dǎo)率設(shè)為λ i，將通過對距取向中心軸上的一點遠(yuǎn)的片表面施加熱而測定的熱導(dǎo)率設(shè)為入2時，具有入1>入2的關(guān)系。因此，本發(fā)明中，這些熱導(dǎo)率之比λ1；/λ2優(yōu)選為1.5以上。
[0061]本發(fā)明的導(dǎo)熱片的厚度根據(jù)導(dǎo)熱片的用途適當(dāng)確定即可，以導(dǎo)熱粘合片的形式構(gòu)成時，通常為10 μ m以上,優(yōu)選為20 μ m以上,更優(yōu)選為30 μ m以上，另外通常為400 μ m以下。在用于LED安裝用基板用途時，通常為50~300 μ m，優(yōu)選為100~200 μ m。
[0062]本發(fā)明的導(dǎo)熱片可以包含增塑劑、軟化劑、填充劑、顏料、染料等以往公知的各種添加劑。
[0063]關(guān)于本發(fā)明的導(dǎo)熱片的制造方法沒有特別限定。作為優(yōu)選的制造方法的一例，可以列舉如下方法(方法A)，其包括:
[0064]在支撐體上涂布包含聚合物、導(dǎo)熱填料和溶劑的涂布液的工序(涂布工序A)；
[0065]從上述支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場，從而使上述涂布液中的導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向的工序(取向工序A);以及
[0066]使上述支撐體上的涂布液(涂布膜)干燥而得到片的工序(片形成工序A)。
[0067]該方法A在構(gòu)成基質(zhì)的聚合物為含氟樹脂、聚酰亞胺、聚丙烯酸酯、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、聚硅氧烷樹脂等的情況下是特別優(yōu)選的方法。
[0068]首先，對涂布工序A進(jìn)行說明。涂布液可以根據(jù)公知方法來制備。例如，可以通過使上述聚合物溶解在溶劑中，向其中添加上述非球狀的導(dǎo)熱填料，并使其分散來制備。溶劑根據(jù)聚合物的種類適當(dāng)選擇即可，優(yōu)選丙酮、乙酸乙酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等極性溶劑。溶劑的量以固體成分濃度達(dá)到約5~約55重量％的方式添加即可。
[0069]導(dǎo)熱填料的含量相對于聚合物優(yōu)選為3~60重量％。
[0070]涂布液可以包含各種添加劑。
[0071]作為涂布涂布液的支撐體，可以使用玻璃板、聚合物膜、金屬板、金屬膜等。在最終從支撐體上將片剝離的情況下，優(yōu)選對支撐體實施脫模處理。
[0072]作為在支撐體上涂布涂布液的方法，可以采用使用線棒式涂布機(jī)、涂布器、輥涂機(jī)的方法、流延涂布法、噴嘴涂布法、噴涂法等。[0073]作為涂布厚度，例如為0.001~0.5mm。
[0074]其次，對取向工序A進(jìn)行說明。作為從支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場的方法，例如，在支撐體的上下配置磁鐵，此時對于一個磁鐵而言，使用頂端尺寸或頂端直徑非常小的磁鐵即可?；蛘?，在使用相同的頂端尺寸或頂端直徑的磁鐵的情況下，通過在一個磁鐵上配置針狀的強(qiáng)磁性體，可以使磁場集中。作為磁鐵，可以為永久磁鐵、電磁鐵、超導(dǎo)磁鐵中的任意一種。
[0075]通過從支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場，導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向。磁場的強(qiáng)度以及磁場的施加時間根據(jù)導(dǎo)熱填料的期望的取向度適當(dāng)設(shè)定即可，磁場的強(qiáng)度優(yōu)選為0.5T以上，更優(yōu)選為IT以上，進(jìn)一步優(yōu)選為2T以上。
[0076]然后，對片形成工序A進(jìn)行說明。片形成工序A可以根據(jù)溶劑的種類采用公知的干燥方法進(jìn)行。此時，可以在施加磁場的同時或施加后，在低于溶劑的沸點的溫度下加熱，從而對涂布膜預(yù)干燥。預(yù)干燥可以在減壓下進(jìn)行。預(yù)干燥優(yōu)選在導(dǎo)熱填料的取向不紊亂的程度的時間內(nèi)實施。
[0077]通過實施以上的工序，可以得到導(dǎo)熱片。
[0078]作為本發(fā)明的導(dǎo)熱片的制造方法的另外的優(yōu)選的一例，可以列舉如下方法(方法B)，其包括:
[0079]在支撐體上涂布包含單體、聚合引發(fā)劑和導(dǎo)熱填料的涂布液的工序(涂布工序B)；
[0080]從上述支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場，從而使上述涂布液中的導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向的工序(取向工序B);以及
[0081]使上述支撐體上的涂布液(涂布膜)中的單體聚合而得到片的工序(片形成工序B)。
[0082]該方法B在構(gòu)成基質(zhì)的聚合物為(甲基)丙烯酸類聚合物等的情況下是特別優(yōu)選的方法。
[0083]首先，對涂布工序B進(jìn)行說明。作為單體，可以使用例如:以上說明含有70重量％以上具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體單元的聚合物時的單體、即作為上述具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯以及上述聚合物的其它單體單元說明的單體。
[0084]作為聚合引發(fā)劑，可以使用光聚合引發(fā)劑、熱聚合引發(fā)劑等，但優(yōu)選光聚合引發(fā)劑。作為光聚合引發(fā)劑，可以沒有特別限制地使用各種光聚合引發(fā)劑?？梢粤信e例如:2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮(47 651:汽巴精化公司制)等縮酮類、1-羥基-環(huán)己基-苯基酮(4 >力'々二 7 184:汽巴精化公司制)、2_羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(夕' π々二 7 1173:汽巴精化公司制)、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(]化力今二了 2959:汽巴精化公司制)等α-羥基酮類、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮(^ >力'々二 7 907:汽巴精化公司制)、2_芐基-2-二甲基 氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮-1 ( ^^ T 369:汽巴精化公司制)等α-氨基酮類、2，4，6-三甲基苯甲?；交趸?J >ΤΡ0:BASF公司制)等酰基氧化膦類、以及二苯甲酮類、苯偶姻類、噻噸酮類等聚合引發(fā)劑。
[0085]聚合引發(fā)劑的使用量相對于上述單體100重量份優(yōu)選為0.001~5重量份,更優(yōu)選為0.01~4重量份,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1~3重量份。
[0086]涂布液可以根據(jù)公知方法來制備。例如，可以通過使上述聚合引發(fā)劑溶解在單體中，向其中添加上述非球狀的導(dǎo)熱填料，并使其分散來制備。關(guān)于涂布液的粘度，沒有特別限定，從涂布的容易程度以及導(dǎo)熱填料的分散和取向的容易程度的觀點出發(fā)，優(yōu)選25°C下為0.1~IOPa.S。小于0.1Pa.s時，有可能填料發(fā)生沉降或涂布膜的厚度發(fā)生偏差。另一方面，超過IOPa *s時，有可能填料的取向變得不充分，另外，有可能涂布膜中容易混入氣泡。
[0087]為了調(diào)節(jié)涂布液的粘度，可以使單體的一部分預(yù)聚合后配合到涂布液中。即，單體可以作為部分聚合物配合到涂布液中。該部分聚合物的聚合率取決于部分聚合物中的聚合物分子量，優(yōu)選為2~40重量％,更優(yōu)選為5~20重量％。在進(jìn)行部分聚合時,優(yōu)選避免與氧氣接觸進(jìn)行紫外線照射。另外，部分聚合物的聚合率可以通過精確稱量約0.5g部分聚合物，精確稱量將其在130°C下干燥2小時后的重量，將所得到的數(shù)值代入下式來計算。[0088]部分聚合物的聚合率(%)=(干燥后的部分聚合物的重量/干燥前的部分聚合物的重量)XlOO
[0089]另外，涂布液的粘度也可以通過適當(dāng)配合增粘用聚合物來調(diào)節(jié)。作為增粘用聚合物，可以使用使上述具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯與丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯?；鶈徇裙簿鄱傻谋┧犷惥酆衔?、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸類橡膠、聚氨酯、聚酯等。這些增粘劑用聚合物相對于單體、增粘劑用聚合物以及聚合引發(fā)劑的總量在40重量％以下的范圍內(nèi)使用。使用增粘用聚合物的情況下，優(yōu)選使用5重量％以上。
[0090]導(dǎo)熱填料的含量相對于單體優(yōu)選為3~60重量％。
[0091 ] 涂布液可以包含各種添加劑。
[0092]作為涂布涂布液的支撐體，可以使用玻璃板、聚合物膜、金屬板、金屬膜等。
[0093]作為在支撐體上涂布涂布液的方法，可以采用使用線棒式涂布機(jī)、涂布器、輥涂機(jī)的方法、流延涂布法、噴嘴涂布法、噴涂法等。
[0094]作為涂布厚度，例如為0.001~0.5mm。
[0095]取向工序B可以與取向工序A同樣地實施。
[0096]關(guān)于片形成工序，在涂布液中配合熱聚合引發(fā)劑的情況下，可以通過加熱涂布膜而使單體聚合來進(jìn)行。在涂布液中配合光聚合引發(fā)劑的情況下，可以通過對涂布膜照射紫外線等光而使單體聚合來進(jìn)行。關(guān)于光照射，具體而言，例如照射光量為約400~約4000mJ/cm2的波長300~400nm處的照度為I~200mW/cm2的紫外線。此時，聚合率優(yōu)選為90重量％以上。另外，聚合率可以通過與上述方法同樣的方法來計算。
[0097]在使單體聚合后，為了除去殘留的單體，可以實施熱風(fēng)干燥、真空干燥、減壓干燥、遠(yuǎn)紅外線干燥等。
[0098]通過實施以上的工序，可以得到導(dǎo)熱片。
[0099]此外，本發(fā)明的導(dǎo)熱片也可以通過如下工序制造:在支撐體上涂布方法B中使用的涂布液后，施加磁場，從而使導(dǎo)熱填料沿厚度方向取向，對涂布膜的表面局部地進(jìn)行光照射，不均勻地引起固化收縮。
[0100]本發(fā)明的導(dǎo)熱片的散熱特性優(yōu)良。對于本發(fā)明的導(dǎo)熱片而言，觀察片的厚度方向的截面時，由于填料扇狀(放射狀)地進(jìn)行取向，在對扇形狀變窄的片表面(距取向中心軸上的一點近的片表面:設(shè)為入1面)的一部分施加熱時，沿片的另一個面擴(kuò)散的同時傳導(dǎo)熱，在對扇形狀變寬的片表面(距取向中心軸上的一點遠(yuǎn)的片表面:設(shè)為入2面)的一部分施加熱時，在片的另一個面上匯集的同時傳導(dǎo)熱。因此，在重視散熱的情況下，可以在具有發(fā)熱部件的一側(cè)使用X1面。此時，發(fā)熱部件優(yōu)選位于取向中心上。另一方面，在不想對與發(fā)熱部件鄰接的部件施加熱的情況下，也可以通過在具有發(fā)熱部件的一側(cè)使用λ 2面，或者使用多個導(dǎo)熱片、在具有發(fā)熱部件的一側(cè)組合配置X1面和λ 2面，由此進(jìn)行部分散熱。
[0101]作為本發(fā)明的導(dǎo)熱片的優(yōu)選實施方式，作為構(gòu)成基質(zhì)的聚合物使用(甲基)丙烯酸類聚合物、特別是含有70重量％以上具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體單元的聚合物，并將導(dǎo)熱片以導(dǎo)熱粘合片的形式構(gòu)成。
[0102]該導(dǎo)熱粘合片可以按照常規(guī)方法使用，例如，可以介于發(fā)熱部件與散熱片、散熱器等之間來使用。
[0103]作為本發(fā)明的導(dǎo)熱片的另一優(yōu)選實施方式，作為構(gòu)成基質(zhì)的聚合物使用含氟樹月旨、特別是偏二氟乙烯，將該導(dǎo)熱片用于LED安裝用基板。該LED安裝用基板具有例如銅、鋁等的金屬層和導(dǎo)熱片層疊而成的結(jié)構(gòu)。
[0104]可以使用該LED安裝用基板以及LED芯片按照常規(guī)方法構(gòu)成LED模塊。將LED模塊的構(gòu)成例示于圖1。LED模塊100具備:鋁框架10和導(dǎo)熱片20層疊而成的LED安裝用基板30、銅箔40、和LED芯片50。由于鋁框架10以及導(dǎo)熱片20具有彎曲性，因此LED安裝用基板30為撓性基板。因此，LED模塊100形成為在撓性基板上安裝有LED芯片50的形態(tài)。
[0105]實施例 [0106]以下，列舉實施例和比較例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實施例。首先，對評價方法進(jìn)行說明。
[0107]〈熱導(dǎo)率測定〉
[0108]通過氙氣閃光分析儀(NETZCHE制)測定所得到的導(dǎo)熱片的熱擴(kuò)散率。即，沿片的厚度方向從試樣下表面照射氙氣閃光，通過檢測器檢測從試樣放射出的紅外線，由達(dá)到試樣上表面的最高上升溫度幅度(Atmax)的1/2的溫度的時間(tl/2)導(dǎo)出熱擴(kuò)散系數(shù)α，通過式(I)計算出試樣的熱導(dǎo)率。
[0109]λ = α.Cp.P 式(I)
[0110]λ:熱導(dǎo)率(ff/m.K)
[0111]α:熱擴(kuò)散系數(shù)(m2/s)
[0112]Cp:比熱(J/kg.K)
[0113]P:比重(kg/m3)
[0114]〈取向角度測定〉
[0115]通過乂射線(:1'(51^504隊11721^(^0(:1\管電壓251￥、管電流14(^4)拍攝連續(xù)透射圖像，制作斷層圖像。將所得到的三維圖像進(jìn)行二值化處理，從而求出填料的取向角度。另外，取向角度0°設(shè)為膜的面方向。
[0116]〈膠粘力測定〉
[0117]用SUS和聚酰亞胺膜夾持粘合膜，膠粘后，撕開IOmm寬。使用才一卜m (島津制AG-DJf 180°剝離、拉伸速度50_/分鐘的條件下剝離時的測定值作為膠粘力。[0118]實施例1
[0119]在作為單體成分的丙烯酸2-乙基己酯90重量份以及丙烯酸10重量份混合而成的單體混合物中，配合作為光聚合引發(fā)劑的商品名“ O力' 々- 7 651”(汽巴精化公司制)0.1重量份，進(jìn)行混合后，投入燒瓶中，在氮氣氣氛中，暴露在黑光燈產(chǎn)生的紫外線下，從而使其部分地光聚合，由此制備聚合率7%的部分聚合單體組合物(可光聚合漿料)。以相對于該可光聚合漿料為10重量％的方式添加碳纖維(帝人制造的9 t 一 7 )，然后，通過自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)分散，從而得到涂布液。將涂布液以100μπι的厚度涂布在隔片上，再在其上載置隔片，從而阻斷空氣。將這3層基材插入磁場空間，以放射狀施加2Τ的磁場5分鐘。另外，在磁場空間的上部將鐵制的金屬絲以與膜垂直的方式設(shè)置于磁場空間的中央，將金屬絲頂端到膜表面的距離設(shè)為2mm。施加磁場后，進(jìn)行10分鐘UV照射，從而使單體成分聚合。然后，將單側(cè)的隔片剝離，在130°C干燥3分鐘，除去殘留單體。結(jié)果，得到取向以接近金屬絲的位置為中心朝向周圍始終傾斜的碳纖維的取向狀態(tài)。將取向角度測定的結(jié)果示于圖2。測定填料的取向角度的結(jié)果是，以相對于片表面為45°以上的角度進(jìn)行取向的碳纖維為全部 碳纖維的87%。另外，測定熱導(dǎo)率(說明書中規(guī)定的λρλ2)的結(jié)果是，λ 1=1.2W/mK、λ2=0.6W/mK、λ 1；/λ2=2。另外，與SUS的膠粘力為4.2N/10mm，在實用上為充分的值。
[0120]實施例2
[0121]除了將碳纖維變更為氮化硼(? J制ΡΤ110、板狀)以外，與實施例1同樣實施。結(jié)果，得到取向以接近金屬絲的位置為中心朝向周圍始終傾斜的氮化硼的取向狀態(tài)。將取向角度測定的結(jié)果示于圖3。另外，測定熱導(dǎo)率的結(jié)果是，A1=0.4W/mK、λ2=0.14W/mK、另外，與SUS的膠粘力為5.8N/10mm，在實用上為充分的值。
[0122]實施例3
[0123]將聚偏二氟乙烯(PVdF)粉末(” > ο化學(xué)制#1100)溶解在二甲基乙酰胺中(固體成分濃度:18重量％)。在該PVdF溶液中以相對于PVdF固體成分為35體積％的方式配合氮化硼(電氣化學(xué)工業(yè)制HGP等級)，得到涂布液。將該涂布液涂布在玻璃板上后，插入磁場空間，放射狀地施加2T的磁場的同時，在25°C加熱10分鐘，在90°C加熱10分鐘。另外，在磁場空間的上部，將鐵制的金屬絲以與涂布膜垂直的方式設(shè)置于磁場空間的中央，將金屬絲頂端到涂布膜表面的距離設(shè)為2mm。從磁場空間取出后，在120°C加熱30分鐘、在200°C加熱10分鐘。結(jié)果，得到取向以接近金屬絲的位置為中心朝向周圍始終傾斜的氮化硼的取向狀態(tài)。片的厚度為70 μ m。測定熱導(dǎo)率的結(jié)果是，λ =2.4W/mK、λ 2=1.5W/mK、λ /λ 2=1.6。進(jìn)一步通過常規(guī)方法測定UV反射率(460nm)，結(jié)果為81%。
[0124]比較例I
[0125]施加磁場時，沿與片垂直的方向施加磁場而未設(shè)置金屬絲，除此以外，與實施例1同樣地實施。結(jié)果，片內(nèi)的碳纖維幾乎均勻地垂直取向。進(jìn)一步測定熱導(dǎo)率，結(jié)果為λ =0.7ff/mKo
[0126]比較例2
[0127]施加磁場時，沿與片垂直的方向施加磁場而未設(shè)置金屬絲，除此以外，與實施例2同樣地實施。結(jié)果，片內(nèi)的氮化硼幾乎均勻地垂直取向。進(jìn)一步測定熱導(dǎo)率，結(jié)果為λ =0.25W/mK。
[0128]比較例3[0129]施加磁場時，沿與片垂直的方向施加磁場而未設(shè)置金屬絲，除此以外，與實施例3同樣地實施。結(jié)果，片內(nèi)的氮化硼幾乎均勻地垂直取向。進(jìn)一步測定熱導(dǎo)率，結(jié)果為λ =1.9W/mK 。另外，通過常規(guī)方法測定UV反射率(460nm)，結(jié)果為76%。
[0130]產(chǎn)業(yè)實用性
[0131 ] 本發(fā)明的導(dǎo)熱片可以用于發(fā)熱部件的散熱目的。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)熱片，其為在聚合物基質(zhì)中分散有非球狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱片，其中， 所述導(dǎo)熱填料的至少一部分在所述片的厚度方向上進(jìn)行取向， 在將所述導(dǎo)熱填料的在所述片的厚度方向上的取向度最大的部分設(shè)為取向中心、將通過該取向中心并與片表面垂直的軸設(shè)為取向中心軸時，所述導(dǎo)熱片具有: 所述導(dǎo)熱填料朝向該取向中心軸上的一點進(jìn)行取向、并且所述導(dǎo)熱填料在所述片的厚度方向上的取向度從所述取向中心朝向所述片的周緣部減少的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱片，其中，所述導(dǎo)熱填料的60%以上以相對于片表面為45°以上的角度進(jìn)行取向。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱片，其中，通過對距所述取向中心軸上的一點近的片表面施加熱而測定的熱導(dǎo)率λ 1與通過對距所述取向中心軸上的一點遠(yuǎn)的片表面施加熱而測定的熱導(dǎo)率入2之比λ ^ λ 2為1.5以上。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱片，其中，所述導(dǎo)熱填料為碳纖維或氮化硼。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱片，其中，構(gòu)成所述聚合物基質(zhì)的聚合物為含有70摩爾％以上具有碳原子數(shù)2~14的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體單元的聚合物。
6.如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)熱片，其為導(dǎo)熱粘合片。
7.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱片，其中，構(gòu)成所述聚合物基質(zhì)的聚合物為含氟樹脂。
8.一種發(fā)光二極管安裝用基板，其中，使用權(quán)利要求7所述的導(dǎo)熱片。
9.一種發(fā)光二極管模塊，其具備權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管安裝用基板以及發(fā)光二極管芯片。
10.一種導(dǎo)熱片的制造方法，其包括: 在支撐體上涂布包含聚合物、導(dǎo)熱填料和溶劑的涂布液的工序； 從所述支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場，從而使所述涂布液中的導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向的工序；以及 使所述支撐體上的涂布液干燥而得到片的工序。
11.一種導(dǎo)熱片的制造方法，其包括: 在支撐體上涂布包含單體、聚合引發(fā)劑和導(dǎo)熱填料的涂布液的工序； 從所述支撐體的上方或下方放射狀地施加磁場，從而使所述涂布液中的導(dǎo)熱填料進(jìn)行取向的工序；以及 使所述支撐體上的涂布液中的單體聚合而得到片的工序。
【文檔編號】C08L33/06GK103958578SQ201280051160
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月19日
【發(fā)明者】高山嘉也, 樋田貴文, 北川大輔, 田河憲一, 長崎國夫, 松島良一, 清原進(jìn), 魚田敏男 申請人:日東電工株式會社