KR20120130331A - 열 전도성 양면 점착 시트 - Google Patents

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Abstract

피착체끼리 접합시키거나 박리시킬 때의 작업성을 향상시킬 수 있는 열 전도성 양면 점착 시트를 제공한다. 열 전도성 물질과 아크릴 중합체 성분이 함유되어 있는 열 전도성 점착제 조성물이 시트 형상으로 성형되어 이루어지는 점착제층을 구비하는 열 전도성 양면 점착 시트이며, 피착체에 대한 한쪽 면의 점착력이 다른 쪽 면의 점착력보다 강해지도록, 상기 한쪽 면을 형성하는 강 점착제층과 상기 다른 쪽 면을 형성하는 약 점착제층이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

열 전도성 양면 점착 시트{THERMALLY-CONDUCTIVE DOUBLE-SIDED ADHESIVE SHEET}
본 발명은 열 전도성을 향상시킨 양면 점착 시트에 관한 것이다.
종래, 발열하는 기계나 전자 부품 등의 발열체는, 내부에 열이 축적되면 성능이 저하되거나, 파손될 우려가 있기 때문에, 표면에 방열체를 접착시켜 외부로 열을 방산시킴으로써, 성능 유지와 파손 방지를 도모하고 있다.
발열체와 방열체를 접착시킬 때에는, 열 전도성을 갖는 양면 점착 시트가 널리 사용되고 있다. 상기 열 전도성 양면 점착 시트는, 수지 조성물로 구성된 점착제층 중에 열 전도성 물질을 함유하는 것이며, 상기 열 전도성 물질이 함유됨으로써, 수지 조성물 단체로 점착제층이 구성된 경우보다 열전도율을 향상시킨 것이다. 이에 의해, 열 전도성 양면 점착 시트의 한쪽 면에 부착된 발열체의 열을 다른 쪽 면에 부착된 방열체 측으로 효과적으로 이동시켜서 방산시킬 수 있다.
상기와 같은 열 전도성 양면 점착 시트를 사용해서 발열체 및 방열체(이하, 본 발명에 있어서, 이들 발열체 및 방열체를 총칭해서 「피착체」라고 한다)를 접착시킬 때에는, 열 전도성 양면 점착 시트의 양면에 부착된 박리 필름의 한쪽을 박리시켜 상기 시트가 한쪽 피착체에 부착된 후, 다른 쪽 박리 필름을 박리시켜 다른 쪽 피착체가 상기 시트의 소정의 장소에 부착된다.
이와 같이, 열 전도성 양면 점착 시트는, 피착체에 부착된 상태에서 박리 필름이 박리되기 때문에, 박리 필름을 박리시킬 때의 힘에 의해 피착체로부터 박리되어버리지 않는 점착력을 가질 필요가 있다. 또한, 열 전도성 양면 점착 시트가 부착된 피착체에 땜납 리플로우 등의 열 처리를 행하는 경우도 있기 때문에, 열 처리의 영향에 의해서도 피착체로부터 박리되어버리지 않는 점착력을 가질 필요가 있다.
또한, 피착체끼리 접착시킬 때에 피착체끼리 부착 위치가 어긋나버리거나, 열 전도성 양면 점착 시트와 피착체 사이에 기포가 혼입되어버리는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 다시 접합시키기 위해서 피착체끼리 박리시킬 필요가 있다. 또한, 피착체끼리 분별해서 폐기하거나, 어느 한쪽을 교환하는 경우에도 피착체끼리 박리시킬 필요가 있다. 즉, 열 전도성 양면 점착 시트는, 필요로 할 때에 피착체로부터 용이하게 박리시킬 수 있을 정도의 점착력을 가질 필요가 있다.
상기와 같이 열 전도성 양면 점착 시트는, 피착체로부터 의도하지 않게 박리되어버리는 경우가 없고, 또한 필요로 할 때에는 용이하게 박리시키는 것이 가능한 점착력을 갖는 것이 필요하다. 특허문헌 1에는, 이러한 점착력을 갖도록 구성된 열 전도성 점착제 조성물로 구성된 점착제층을 구비하는 열 전도성 양면 점착 시트가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 평 10-316953호 공보
그러나, 특허문헌 1과 같은 열 전도성 양면 점착 시트는, 단일 열 전도성 점착제 조성물로 점착제층이 형성되어 있고, 양면의 점착력이 동일한 것으로 되어 있기 때문에, 예를 들어 상기와 같이 한쪽 면에 피착체를 부착시킨 상태에서 열 처리를 행하거나 한 경우에, 가열에 의해 피착체에 대한 점착력이 저하되어버려, 다른 쪽 면의 박리 필름을 박리시킬 때의 힘에 의해 피착체로부터 의도하지 않게 박리되어버리는 등의 우려가 있다. 이와 같이, 상기와 같은 열 전도성 양면 점착 시트는, 피착체끼리 접합시키거나 박리시킬 때의 작업성이 낮은 것으로 되어 있다.
따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 피착체끼리 접합시키거나 박리시킬 때의 작업성을 향상시킬 수 있는 열 전도성 양면 점착 시트를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 열 전도성 양면 점착 시트는, 열 전도성 물질과 아크릴 중합체 성분이 함유되어 있는 열 전도성 점착제 조성물이 시트 형상으로 성형되어 이루어지는 점착제층을 구비하는 열 전도성 양면 점착 시트이며, 피착체에 대한 한쪽 면의 점착력이 다른 쪽 면의 점착력보다 강해지도록, 상기 한쪽 면을 형성하는 강 점착제층과 상기 다른 쪽 면을 형성하는 약 점착제층이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 상기 점착제층의 한쪽 면에 부착되는 피착체에 대한 점착력과, 다른 쪽 면에 부착되는 피착체에 대한 점착력이 상이하게 구성되어 이루어짐으로써, 예를 들어 한쪽 면의 점착력이 다른 쪽 면의 점착력보다 강해지도록 구성된 경우, 한쪽 면에 피착체가 부착된 상태에서 다른 쪽 면에 부착되어 있는 박리 필름을 박리시킬 때에도 피착체로부터 의도하지 않게 박리되어버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 다른 쪽 면에 부착된 피착체로부터는, 한쪽 면에 부착된 피착체로부터 더욱 용이하게 박리시킬 수 있다. 이에 의해, 피착체끼리 접합시키거나 박리시킬 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 한쪽 면의 점착력을, 피착체로부터 박리시킬 수 없을 정도로 구성한 경우라도, 다른 쪽 면의 점착력을 피착체로부터 용이하게 박리 가능한 정도로 구성할 수 있어, 피착체의 종류나 사용 환경에 따라 어느 쪽 면에 어떤 피착체를 부착시킬 지 선택해서 사용하는 것이 가능하게 된다.
또한, 강 점착제층과 약 점착제층이 적층되어 이루어짐으로써, 강 점착제층과 약 점착제층의 점착력의 조합을 용이하게 변경할 수 있다. 구체적으로는, 1개의 강 점착제층(또는 약 점착제층)에 대하여, 상이한 점착력을 갖는 복수의 약 점착제층(또는 강 점착제층)으로부터 선택해서 적층시킬 수 있어, 용이하게 점착력의 조합을 변경시킬 수 있다.
또한, 상기 강 점착제층은 아크릴 중합체 성분 100 중량부에 대하여 열 전도성 물질을 150 중량부 미만 함유하고 있음과 함께, 상기 약 점착제층은 아크릴 중합체 성분 100 중량부에 대하여 열 전도성 물질을 150 중량부 이상 함유하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 약 점착제층의 SUS 304 강판에 대한 점착력은 5.0N/20mm 미만인 것이 바람직하고, 상기 강 점착제층의 SUS 304 강판에 대한 점착력은 5.0N/20mm 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 열 전도성 물질은, 질화붕소, 수산화알루미늄 및 산화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 물질로 구성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 강 점착제층 및 약 점착제층의 열전도율은 0.5W/m?K 이상인 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 피착체끼리 접합시키거나 박리시킬 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 열 전도성 양면 점착 시트는, 열 전도성 물질과 아크릴 중합체 성분을 함유하는 열 전도성 점착제 조성물이 시트 형상으로 형성된 점착제층을 구비하는 것이다. 예를 들어, 상기 열 전도성 점착제 조성물 자체가 시트 형상으로 보형되어서 점착제층이 형성되어 있는 것이나, 수지 필름 등의 지지체 상에 상기 열 전도성 점착제 조성물이 시트 형상으로 적층되어서 점착제층이 형성되어 있는 것 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열 전도성 양면 점착 시트는, 상기 점착제층의 한쪽 면에 부착되는 피착체에 대한 점착력과, 다른 쪽 면에 부착되는 피착체에 대한 점착력이 상이하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 시트 형상으로 형성되어 점착제층이 되었을 때에 상이한 점착력을 갖도록 구성된 2종류의 열 전도성 점착제 조성물을 사용해서 점착제층이 형성된 것이다. 이하의 설명에 있어서, 2종류의 열 전도성 점착제 조성물 중, 점착제층이 되었을 때에 점착력이 강해지도록 구성된 쪽을 강 점착제 조성물, 점착력이 약해지도록 구성된 쪽을 약 점착제 조성물이라고 기재한다.
또한, 본 발명에서는, 상기 각 점착제 조성물에 의해 형성된 점착제층의 점착력은, 열 전도성 물질의 배합량을 조정함으로써 조정 가능하다. 이에 의해, 점착력의 조정 외에 열 전도성(열전도율)에 관해서도 적절히 조정하는 것이 가능하게 되어 특히 바람직하다. 또한, 점착제층의 점착력은, 예를 들어 각 점착제 조성물을 구성하는 아크릴 중합체의 종류나 분자량을 조정하거나, 아크릴 중합체의 겔 분율을 조정함으로써 조정하는 것도 가능하다. 또한, 점착 부여 수지나 실란 커플링제 등의 첨가제의 배합량을 조정함으로써도 점착제층의 점착력을 조정하는 것이 가능하다.
열 전도성 양면 점착 시트의 양면의 점착력으로서는, SUS 304 강판에 대한 점착력이 한쪽 면(강 점착면)에서는, 5.0N/20mm 이상, 바람직하게는 6.0N/20mm 이상, 더욱 바람직하게는, 7.0N/20mm 이상이 되도록 구성되고, 통상은, 20N/20mm 이하가 되도록 구성되어 있다. 또한, 다른 쪽 면(약 점착면)에서는, 0N/20mm를 초과하고 5.0N/20mm 미만, 바람직하게는 4.5N/20mm 이하, 더욱 바람직하게는, 4.3N/20mm 이하가 되도록 구성되어 있다. 또한, 이 "SUS 304 강판에 대한 점착력"은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정되는 것이다.
상기 아크릴 중합체 성분으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 사용되고 있는 아크릴 중합체를 사용할 수 있다. 상기 아크릴 중합체는, 단량체 단위로서 하기 화학식 1로 표시되는 (메트)아크릴계 단량체로 구성되는 것을 사용할 수 있다.
Figure pct00001
(단, R1은 수소 또는 메틸기, R2는 탄소수 2 내지 14의 알킬기이다)
상기 화학식 1에 있어서, R1은 수소 또는 메틸기이다. 또한, 상기 화학식 1에 있어서, R2는 탄소수 2 내지 14의 알킬기이지만, 탄소수 3 내지 12의 것이 바람직하고, 4 내지 9의 것이 더욱 바람직하다. 또한, R2의 알킬기는, 직쇄 또는 분지쇄를 모두 사용할 수 있고, 유리 전이점이 낮기 때문에 분지쇄의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
화학식 1로 표시되는 (메트)아크릴계 단량체로서는, 예를 들어 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, s-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, n-펜틸(메트)아크릴레이트, 이소펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 헵틸(메트)아크릴레이트, 이소아밀(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, n-노닐(메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, n-데실(메트)아크릴레이트, 이소데실(메트)아크릴레이트, n-도데실(메트)아크릴레이트, 이소미리스틸(메트)아크릴레이트, n-트리데실(메트)아크릴레이트, n-테트라데실(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 이소스테아릴(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 (메트)아크릴계 단량체는, 단독으로 사용해도 좋고, 또한 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 또한, 상기 (메트)아크릴계 단량체 전체의 함유량은, 아크릴 중합체를 구성하는 단량체 전체에 대하여 50 내지 98 중량％이며, 60 내지 98 중량％인 것이 바람직하고, 70 내지 90 중량％인 것이 더욱 바람직하다. (메트)아크릴계 단량체의 함유량을 50 중량％ 이상으로 함으로써 양호한 점착성을 갖게 된다.
상기 아크릴 중합체는, 단량체 단위로서 수산기 함유 단량체, 카르복실기 함유 단량체 등의 극성기 함유 단량체를 함유하는 것이 바람직하다. 극성기 함유 단량체의 함유량으로서는, 아크릴 중합체를 구성하는 단량체 전체에 대하여 0.1 내지 20 중량％인 것이 바람직하고, 0.2 내지 10 중량％인 것이 더욱 바람직하고, 0.2 내지 7 중량％인 것이 더욱 바람직하다. 상기 극성기 함유 단량체의 함유량을 상기 범위 내로 함으로써, 응집력이 더욱 충분히 발휘된다. 또한, 상기 극성기 함유 단량체의 함유량을 20 중량％ 이하로 함으로써, 양호한 점착성을 갖게 된다.
상기 수산기 함유 단량체란, 단량체 구조 중에 1 이상의 수산기를 갖는 중합성 단량체를 말한다. 예를 들어, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 5-히드록시펜틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메트)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메트)아크릴레이트, 12-히드록시라우릴(메트)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸아크릴레이트, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-히드록시(메트)아크릴아미드, 비닐알코올, 알릴알코올, 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 카르복실기 함유 단량체란, 단량체 구조 중에 1 이상의 카르복실기를 갖는 중합성 단량체를 말한다. 상기 카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴산 및 메타크릴산을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 아크릴 중합체에는, 상기 단량체 이외의 단량체를 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 사용할 수 있다. 상기 단량체 이외의 단량체로서는, 아크릴 중합체의 유리 전이점이나 박리성을 조정하기 위한 중합성 단량체 등을 들 수 있다.
본 발명의 아크릴 중합체에서 사용되는 그 밖의 중합성 단량체로서는, 응집력?내열성 향상 성분, 점착력 향상 성분 또는 가교화 기점으로서 작용하는 관능기를 갖는 성분 등을 적절히 사용할 수 있다. 응집력?내열성 향상 성분으로서는, 예를 들어 술폰산기 함유 단량체, 인산기 함유 단량체, 시아노기 함유 단량체, 비닐에스테르 단량체, 방향족 비닐 단량체 등을 들 수 있다. 점착력 향상 성분으로서는, 아미드기 함유 단량체, 아미노기 함유 단량체, 이미드기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체 및 비닐에테르 단량체 등을 들 수 있다. 나아가, 상기 화학식 1에 있어서, R2가 탄소수 1 또는 탄소수 15 이상의 알킬기인 단량체 등도 적절히 사용할 수 있다. 이들 단량체 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 또한 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다.
술폰산기 함유 단량체로서는, 예를 들어 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등을 들 수 있다.
인산기 함유 단량체로서는, 예를 들어 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등을 들 수 있다.
시아노기 함유 단량체로서는, 예를 들어 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등을 들 수 있다.
비닐에스테르 단량체로서는, 예를 들어 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 라우르산비닐, 비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
방향족 비닐 단량체로서는, 예를 들어 스티렌, 클로로스티렌, 클로로메틸스티렌, α-메틸스티렌 등을 들 수 있다.
아미드기 함유 단량체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸메타크릴아미드, N- 이소프로필(메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-부톡시메틸(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴산디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산t-부틸아미노에틸, 다이아세톤(메트)아크릴아미드, N-비닐아세트아미드, N,N'-메틸렌비스(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴아미드, N-비닐카프로락탐, N-비닐-2-피롤리돈 등을 들 수 있다.
아미노기 함유 단량체로서는, 예를 들어 아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트, N-(메트)아크릴로일모르폴린 등을 들 수 있다.
이미드기 함유 단량체로서는, 예를 들어 N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-프로필말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-부틸말레이미드, 이타콘이미드 등을 들 수 있다.
에폭시기 함유 단량체로서는, 예를 들어 글리시딜(메트)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
비닐에테르 단량체로서는, 예를 들어 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 이소부틸비닐에테르 등을 들 수 있다.
탄소수 1 또는 탄소수 15 이상의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체로서는, 예를 들어 메틸(메트)아크릴레이트, 펜타데실(메트)아크릴레이트, 헥사데실(메트)아크릴레이트, 옥타데실(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한, 아크릴 중합체를 구성하는 단량체에는, 응집력 등의 특성을 높이기 위해서, 필요에 따라 그 밖의 공중합성 단량체가 포함되어 있어도 좋다. 이러한 공중합성 단량체로서는, 비닐 화합물, 환식 알코올의 (메트)아크릴산에스테르류 또는 다가 알코올의 (메트)아크릴산에스테르류 등을 들 수 있다. 비닐 화합물로서는, 예를 들어 아세트산비닐, 스티렌, 비닐톨루엔 등을 들 수 있다. 환식 알코올의 (메트)아크릴산에스테르류로서는, 시클로펜틸디(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 다가 알코올의 (메트)아크릴산에스테르류로서는, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 그 밖의 공중합성 단량체는, 단독으로 사용해도 좋고, 또한 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋지만, 전체로서의 함유량이 아크릴 중합체를 구성하는 단량체 전체에 대하여 0 내지 50 중량％인 것이 바람직하고, 0 내지 35 중량％인 것이 더욱 바람직하며, 0 내지 25 중량％인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 아크릴 중합체는, 중량 평균 분자량이 60만 이상인 것이 바람직하고, 70만 내지 300만인 것이 더욱 바람직하며, 80만 내지 250만인 것이 더욱 바람직하다. 중량 평균 분자량이 60만 이상임으로써, 양호한 내구성을 갖게 된다. 한편, 작업성 관점에서, 상기 중량 평균 분자량은 300만 이하인 것이 바람직하다. 또한, 중량 평균 분자량은, GPC(겔?투과?크로마토그래피)로 측정하고, 폴리스티렌 환산에 의해 산출된 값을 말한다.
또한, 점착제층의 점착성 밸런스를 취하기 쉬운 이유 때문에, 상기 아크릴 중합체의 유리 전이 온도(Tg)는 -5도 이하, 바람직하게는 -10℃ 이하인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 -5℃ 이하임으로써, 아크릴 중합체의 유동성이 양호한 것이 되어 피착체에 대하여 충분한 습윤성을 갖게 되고, 양호한 점착력을 갖게 된다. 또한, 아크릴 중합체의 유리 전이 온도(Tg)는, 사용하는 단량체 성분이나 조성비를 적절히 바꿈으로써 상기 범위 내로 조정할 수 있다.
이러한 아크릴 중합체는, 용액 중합, 괴상 중합, 유화 중합, 각종 라디칼 중합 등의 공지된 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 얻어지는 아크릴 중합체는, 단독 중합체나 공중합체이어도 좋고, 공중합체인 경우에는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체 등 어느 것이나 좋다.
또한, 용액 중합에 있어서는, 중합 용매로서, 예를 들어 아세트산 에틸, 톨루엔 등이 사용된다. 구체적인 용액 중합의 예로서는, 반응은 질소 등의 불활성 가스 기류 하에서, 중합 개시제로서, 예를 들어 단량체 전량 100 중량부에 대하여 아조비스이소부티로니트릴 0.01 내지 0.2 중량부를 첨가하고, 통상 50 내지 70℃ 정도에서, 8 내지 30시간 정도 행해진다.
라디칼 중합에 사용되는 중합 개시제, 연쇄 이동제, 유화제 등은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 적절히 선택해서 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 중합 개시제로서는, 아조계 개시제, 과황산염, 과산화물계 개시제 및 과산화물과 환원제를 조합한 산화 환원계 개시제 등을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 아조계 개시제로서는, 예를 들어 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-(5-메틸-2-이미다졸린-2-일)프로판]디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)이황산염, 2,2'-아조비스(N,N'-디메틸렌이소부틸아미딘), 2,2'-아조비스[N-(2-카르복시에틸)-2-메틸프로피온아미딘]하이드레이트(와꼬 쥰야꾸사제, VA-057) 등을 들 수 있다. 과황산염으로서는, 과황산칼륨이나 과황산암모늄 등을 들 수 있다. 과산화물계 개시제로서는, 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카르보네이트, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트, 디-sec-부틸퍼옥시디카르보네이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 디라우로일퍼옥시드, 디-n-옥타노일퍼옥시드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디(4-메틸벤조일)퍼옥시드, 디벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, 1,1-디(t-헥실퍼옥시)시클로헥산, t-부틸히드로퍼옥시드, 과산화수소 등을 들 수 있다. 상기 산화 환원계 개시제로서는, 과황산염과 아황산수소 나트륨의 조합, 과산화물과 아스코르브산나트륨의 조합 등을 들 수 있다.
상기 중합 개시제는, 단독으로 사용해도 좋고, 또한 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 중합 개시제 전체로서의 함유량은, 단량체 100 중량부에 대하여 0.005 내지 1 중량부 정도인 것이 바람직하고, 0.02 내지 0.5중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 중합에 있어서 연쇄 이동제를 사용해도 좋다. 연쇄 이동제를 사용함으로써, 아크릴 중합체의 분자량을 적절히 조정할 수 있다.
연쇄 이동제로서는, 예를 들어 라우릴머캅탄, 글리시딜머캅탄, 머캅토아세트산, 2-머캅토에탄올, 티오글리콜산, 티오글리콜산2-에틸헥실, 2,3-디머캅토-1-프로판올 등을 사용할 수 있다.
이들 연쇄 이동제는, 단독으로 사용해도 좋고, 또한 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 연쇄 이동제 전체로서의 함유량은, 통상 단량체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.1 중량부 정도이다.
또한, 유화 중합할 경우에 사용하는 유화제로서는, 음이온계 유화제, 비이온계 유화제 등을 사용할 수 있다. 음이온계 유화제로서는, 예를 들어 라우릴황산나트륨, 라우릴황산암모늄, 도데실벤젠술폰산나트륨, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산암모늄, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산나트륨 등을 들 수 있다. 비이온계 유화제로서는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블록 중합체 등을 들 수 있다. 이들 유화제는, 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
또한, 반응성 유화제로서, 프로페닐기, 알릴에테르기 등의 라디칼 중합성 관능기가 도입된 유화제로서, 예를 들어 아쿠아론 HS-10, HS-20, KH-10, BC-05, BC-10, BC-20(이상, 모두 다이이찌 고교 세이야꾸사제), 아데카리아솝 SE 10N(ADEKA사제) 등을 사용할 수 있다. 반응성 유화제는, 중합 후에 중합체쇄에 도입되기 때문에, 내수성이 좋아지므로 바람직하다. 유화제의 사용량은, 단량체 100 중량부에 대하여 0.3 내지 5 중량부, 중합 안정성이나 기계적 안정성 때문에 0.5 내지 1 중량부가 더욱 바람직하다.
또한, 점착제층의 점착력, 내구력을 더욱 향상시킬 목적으로, 열 전도성 점착제 조성물에 있어서의 아크릴 중합체를 구성하는 성분으로서 가교제를 함유시키는 것이 바람직하다. 가교제로서는, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 멜라민계 가교제, 옥사졸린계 가교제, 카르보디이미드계 가교제, 아지리딘계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제 등 종래 주지의 가교제를 사용할 수 있지만, 특히 이소시아네이트계 가교제를 함유시키는 것이 바람직하다.
이소시아네이트계 가교제로서는, 톨릴렌디이소시아네이트나 크실렌디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지환족 이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 이소시아네이트 등을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는, 이소시아네이트계 가교제로서는, 저급 지방족 폴리이소시아네이트류, 지환족 이소시아네이트류, 방향족 디이소시아네이트류, 이소시아네이트 부가물, 각종 폴리올과의 부가물, 다관능화시킨 폴리이소시아네이트 등을 사용할 수 있다. 저급 지방족 폴리이소시아네이트류로서는, 부틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 지환족 이소시아네이트류로서는, 시클로펜틸렌디이소시아네이트, 시클로헥실렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 방향족 디이소시아네이트류로서는, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이소시아네이트 부가물로서는, 트리메틸올프로판/톨릴렌디이소시아네이트 삼량체 부가물(닛본 폴리우레탄 고교사제, 상품명 코로네이트 L), 트리메틸올프로판/헥사메틸렌디이소시아네이트 삼량체 부가물(닛본 폴리우레탄 고교사제, 상품명 코로네이트 HL), 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트체(닛본 폴리우레탄 고교사제, 상품명 코로네이트 HX) 등을 들 수 있다. 각종 폴리올과의 부가물로서는, 폴리에테르폴리이소시아네이트, 폴리에스테르폴리이소시아네이트, 및 이들과 각종 폴리올과의 부가물을 들 수 있다. 다관능화시킨 폴리이소시아네이트로서는, 이소시아누레이트 결합, 뷰렛트 결합, 알로파네이트 결합 등으로 다관능화시킨 폴리이소시아네이트를 들 수 있다.
상기 가교제는, 단독으로 사용해도 좋고, 또한 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 가교제 전체의 함유량은, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 0.02 내지 5 중량부인 것이 바람직하고, 0.04 내지 3 중량부인 것이 더욱 바람직하며, 0.05 내지 2 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 가교제를 상기 범위에서 사용함으로써, 보다 확실하게 응집력이나 내구성이 향상된 것으로 할 수 있다. 또한, 2 중량부 이하로 함으로써, 적당한 가교 형성이 되어, 양호한 점착성을 갖게 된다.
본 발명에 있어서는, 가교된 열 전도성 점착제 조성물의 겔 분율이 40 내지 90 중량％가 되도록 가교제의 첨가량을 조정하는 것이 바람직하고, 50 내지 85 중량％가 되도록 조정하는 것이 더욱 바람직하며, 55 내지 80 중량％가 되도록 조정하는 것이 더욱 바람직하다. 겔 분율을 40 중량％ 이상으로 함으로써 응집력이 향상됨과 함께, 양호한 내구성을 갖게 된다. 또한, 90 중량％ 이하로 함으로써, 양호한 점착성을 갖게 된다.
상기 겔 분율(중량％)은, 가교된 열 전도성 점착제 조성물로부터 건조 중량W1(g)의 시료를 채취하고, 이것을 아세트산 에틸에 침지시킨 후, 상기 시료의 불용분을 아세트산 에틸 중에서 취출하고, 건조 후의 중량 W2(g)를 측정하며, (W2/W1)×100을 계산해서 구할 수 있다.
상기 열 전도성 물질이란, 점착제층 중에 함유됨으로써 열 전도성 양면 점착 시트의 열전도율을 향상시킬 수 있는 것이다. 본 발명에 있어서 사용되는 열 전도성 물질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 질화붕소, 질화알루미늄, 질화규소, 질화갈륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄화규소, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 산화구리, 산화니켈, 안티몬산 도프 산화주석, 탄산칼슘, 티타늄산바륨, 티타늄산칼륨, 구리, 은, 금, 니켈, 알루미늄, 백금, 카본 블랙, 카본 튜브(카본 나노튜브), 탄소섬유, 다이아몬드 등을 들 수 있다. 이들 열 전도성 물질 중에서도, 열 전도성이 높고, 전기 절연성을 갖는다는 이유로, 질화붕소, 수산화알루미늄, 산화알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 열 전도성 물질은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
본 발명에 있어서 사용하는 열 전도성 물질의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 입상, 바늘 형상, 판 형상, 층상이어도 좋다. 입상에는, 예를 들어 구 형상, 직육면체 형상, 파쇄 형상 또는 그들의 이형 형상이 포함된다.
본 발명에 있어서, 열 전도성 물질이 입상(구 형상)인 경우에는, 그의 1차 평균 입자 직경은 0.1 내지 1000㎛, 바람직하게는 1 내지 100㎛, 더욱 바람직하게는 2 내지 20㎛이다. 1차 평균 입자 직경을 1000㎛ 이하로 함으로써, 점착제층을 1000㎛ 미만의 두께로 형성했을 때에도, 입상의 열 전도성 물질이 점착제층의 두께를 초과하여 점착제층의 두께에 편차가 발생하는 원인이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 1차 평균 입자 직경은, 레이저 산란법에 있어서의 입도 분포 측정법에 의해 구해지는 체적 기준 값이다. 구체적으로는, 레이저 산란식 입도 분포계에 의해, D50값을 측정함으로써 구해지는 것이다.
열 전도성 물질이 바늘 형상 또는 판 형상인 경우에는, 그의 최대 길이는 0.1 내지 1000㎛, 바람직하게는 1 내지 100㎛, 더욱 바람직하게는 2 내지 20㎛이다. 최대 길이를 1000㎛ 이하로 함으로써, 바늘 형상 또는 판 형상의 열 전도성 물질끼리의 응집이 억제되어 취급이 용이하게 된다. 또한, 이들의 종횡비(바늘 형상 결정의 경우에는, 장축 길이/단축 길이 또는 장축 길이/두께로 표현된다. 또한, 판상 결정의 경우에는, 대각 길이/두께 또는 긴 변 길이/두께로 표현된다)는 1 내지 10000, 바람직하게는 10 내지 1000이다.
상기와 같은 열 전도성 물질은, 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 질화붕소로서는, 미즈시마 고우킨 데쯔사제 「HP-40」이나 모멘티브사제 「PT 620」 등을, 수산화알루미늄으로서는, 쇼와 덴꼬사제 「하이디라이트 H-32」 「하이디라이트 H-42」 등을, 산화알루미늄으로서는, 쇼와 덴꼬사제 「AS-50」 등을, 수산화마그네슘으로서는, 교와 가가꾸 고교사제 「KISUMA 5A」 등을, 안티몬 도프 산화주석으로서는, 이시하라 산교사제의 「SN-100S」 「SN-100P」 「SN-100D(수분산품)」 등을, 산화티타늄으로서는, 이시하라 산교사제의 「TTO 시리즈」 등을, 산화아연으로서는, 스미또모 오사카 시멘트사제의 「SnO-310」 「SnO-350」 「SnO-410」 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 열 전도성 물질의 사용량은, 열 전도성 점착제 조성물이 시트 형상으로 형성되어 점착제층이 되었을 때의 점착력에 따라 적절히 선택된다. 구체적으로는, 강 점착제 조성물을 제작할 때에는, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 열 전도성 물질을 150 중량부 미만으로 하는 것이 바람직하고, 10 내지 150 중량부로 하는 것이 더욱 바람직하며, 50 내지 130 중량부로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 약 점착제 조성물을 제작할 때에는, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 열 전도성 물질을 150 중량부 이상으로 하는 것이 바람직하고, 150 내지 1000 중량부로 하는 것이 더욱 바람직하며, 180 내지 600 중량부로 하는 것이 더욱 바람직하다. 열 전도성 물질의 사용량을 상기와 같이 함으로써, 양호한 가요성을 갖게 됨과 동시에, 양호한 점착력을 갖게 된다. 또한, 충분한 열 전도성을 부여할 수 있다.
또한, 열 전도성 점착제 조성물을 제조할 때, 열 전도성 물질과 아크릴 중합체의 친화성을 향상시킬 목적이나, 점착제층의 점착력이나 내구력을 향상시킬 목적으로, 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 실란 커플링제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지의 것을 적절히 선택해서 사용할 수 있다.
실란 커플링제로서는, 에폭시기 함유 실란 커플링제, 아미노기 함유 실란 커플링제, (메트)아크릴기 함유 실란 커플링제 및 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 에폭시기 함유 실란 커플링제로서는, 예를 들어 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 아미노기 함유 실란 커플링제로서는, 예를 들어 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸 부틸리덴)프로필아민 등을 들 수 있다. (메트)아크릴기 함유 실란 커플링제로서는, 예를 들어 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제로서는, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이러한 실란 커플링제를 사용하는 것은, 내구성을 향상시키는 데 바람직하다.
상기 실란 커플링제는 단독으로 사용해도 좋고, 또한 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 실란 커플링제 전체의 함유량은, 상기 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 상기 실란 커플링제 0.01 내지 10 중량부로 하는 것이 바람직하고, 0.02 내지 5 중량부로 하는 것이 더욱 바람직하며, 0.05 내지 2중량부로 하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 실란 커플링제를 상기 범위에서 사용함으로써, 더욱 확실하게 응집력이나 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 0.01 중량부 이상으로 함으로써 입자상의 열 전도성 물질의 표면을 충분히 피복할 수 있고, 아크릴 중합체와의 친화성을 향상시킬 수 있다. 또한, 10 중량부 이하로 함으로써, 양호한 열 전도성을 갖게 된다.
또한, 상기 열 전도성 점착제 조성물을 제조할 때, 점착제층의 점착력, 내구력을 더욱 향상시킬 목적으로, 점착 부여 수지를 사용할 수 있다. 상기 점착 부여 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지의 것을 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 점착 부여 수지로서는, 예를 들어 로진계 수지, 테르펜계 수지, 지방족계 석유 수지, 방향족계 석유 수지, 공중합계 석유 수지, 지환족계 석유 수지, 크실렌 수지 및 엘라스토머 등을 사용할 수 있다.
상기 점착 부여 수지의 함유량으로서는, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 20 내지 80 중량부 중 어느 하나인 것이 더욱 바람직하며, 30 내지 50 중량부 중 어느 하나인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 여기서는 상세하게 설명하지 않지만, 상기 열 전도성 점착제 조성물에는, 상기와 같은 아크릴 중합체 성분, 열 전도성 물질 등 이외에, 고무나 플라스틱 배합 약품으로서 일반적으로 사용되는 것을 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 적절히 첨가할 수 있다. 고무나 플라스틱 배합 약품으로서는, 분산제, 노화 방지제, 산화 방지제, 가공 보조제, 안정제, 소포제, 난연제, 증점제, 안료 등을 들 수 있다.
이어서, 상기와 같은 구성 성분으로 이루어진 열 전도성 점착제 조성물을 사용해서 열 전도성 양면 점착 시트(양면에 박리 필름이 부착되어 있는 것)를 제작하는 방법에 대해서 설명한다.
우선 처음에, 상술한 바와 같은 성분으로 구성된 아크릴 중합체 성분과, 열 전도성 물질과, 그 밖의 성분을 톨루엔 등의 용매 중에서 혼합하여 교반하고, 액상의 열 전도성 점착제 조성물(코팅액)을 2종류(구체적으로는, 강 점착제 조성물의 용액과 약 점착제 조성물의 용액) 제작한다. 이때, 분산성을 향상시키기 위해서 분산제를 함유시켜도 좋다.
상기 2종류의 코팅액은, 아크릴 중합체에 대한 열 전도성 물질의 함유량이 상이하게 배합되어 있고, 시트 형상으로 형성되어 점착제층으로 된 상태에서, 점착력이 상이하도록 구성되어 있다. 즉, 한쪽의 코팅액(강 점착제 조성물의 용액)에 의해 점착력이 강한 점착제층(강 점착제층)이 형성되고, 다른 쪽의 코팅액(약 점착제 조성물의 용액)에 의해 점착력이 약한 점착제층(약 점착제층)이 형성되는 것이 된다.
이어서, 박리제(실리콘 등)에 의해 한쪽 면이 처리된 박리 필름 상에 상기 2종류의 코팅액을 각각 도포한다. 구체적으로는, 1개의 박리 필름에 있어서의 박리 처리된 면 상에, 한쪽의 코팅액(강 점착 코팅액)을 도포하여 소정의 두께의 강 점착제층을 형성한다. 마찬가지로, 다른 1개의 박리 필름에 있어서의 박리 처리된 면 상에, 다른 쪽의 코팅액(약 점착 코팅액)을 도포하여 소정의 두께의 약 점착제층을 형성한다.
상기 코팅액을 박리 필름 상에 소정의 두께로 도포(코팅)하는 방법으로서는, 종래 널리 사용되고 있는 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 롤 코트, 키스 롤 코트, 그라비아 코트, 리버스 코트, 롤 브러시, 스프레이 코트, 딥 롤 코트, 바 코트, 나이프 코트, 에어 나이프 코트, 커튼 코트, 립 코트, 다이 코터 등에 의한 압출 코트법 등의 방법을 사용할 수 있다.
박리 필름 상에 형성되는 점착제층의 두께로서는, 0.5 내지 250㎛인 것이 바람직하고, 2.5 내지 100㎛인 것이 더욱 바람직하며, 5 내지 50㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 강 점착제층 및 약 점착제층의 열전도율은 0.5W/m?K 이상인 것이 바람직하고, 0.6W/m?K 이상인 것이 더욱 바람직하다. 열전도율이 0.5W/m?K 이상임으로써, 예를 들어 반도체 모듈의 히트 싱크 등에 접착되어 사용되는 경우라도, 충분한 열전도 성능을 발휘할 수 있다.
박리 필름의 구성 재료로서는, 플라스틱 필름, 다공질 재료 및 라미네이트체 등의 박엽체 등을 들 수 있고, 표면 평활성이 우수한 점에서 플라스틱 필름이 적절하게 사용된다. 플라스틱 필름으로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다. 다공질 재료로서는, 종이, 천, 부직포 등을 들 수 있다. 라미네이트체로서는, 네트, 발포 시트, 금속박 및 이들의 라미네이트체를 들 수 있다.
상기 플라스틱 필름으로서는, 상기 점착제층을 보호할 수 있는 필름이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름 등을 사용할 수 있다.
상기 박리 필름에는, 필요에 따라, 이형 처리, 오염 방지 처리 및 대전 방지 처리를 해도 좋다. 이형 처리 및 오염 방지 처리로서는, 실리콘계, 불소계, 장쇄 알킬계 혹은 지방산 아미드계의 이형제나 실리카분 등에 의한 것을 들 수 있다. 대전 방지 처리로서는, 도포형, 혼련투입형, 증착형 등을 들 수 있다. 특히, 상기 박리 필름의 표면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 박리 처리를 적절히 행함으로써, 상기 점착제층으로부터의 박리성을 더욱 높일 수 있다.
상기 박리 필름의 두께는, 통상 5 내지 200㎛, 바람직하게는 5 내지 100㎛ 정도이다.
그리고, 강 점착제층이 부착된 박리 필름과 약 점착제층이 부착된 박리 필름을 점착제층끼리 중첩되도록 적층한다. 이에 의해, 강 점착제층측의 면(강 점착면)의 점착력이 약 점착제층측의 면(약 점착면)의 점착력보다 강하게, 양면에 박리 필름이 부착된 열 전도성 양면 점착 시트가 형성된다.
강 점착제층과 약 점착제층이 적층되어 이루어지는 점착제층의 두께로서는, 1 내지 500㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 200㎛인 것이 더욱 바람직하며, 10 내지 100㎛인 것이 더욱 바람직하다.
또는, 강 점착제층이 부착된 박리 필름과 약 점착제층이 부착된 박리 필름을 적층할 때에 강 점착제층과 약 점착제층 사이에 지지체를 배치해도 좋다. 이에 의해, 강 점착제층과 약 점착제층 사이에 지지체가 개재된 열 전도성 양면 점착 시트가 형성된다.
상기 지지체로서는, 플라스틱 기재, 다공질 재료 및 금속박 등을 들 수 있다. 플라스틱 기재로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에스테르 필름 등을 들 수 있다. 다공질 재료로서는, 종이, 부직포 등을 들 수 있다.
플라스틱 기재로서는, 시트 형상이나 필름 형상으로 형성할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리카르보네이트 필름 등을 들 수 있다. 상기 필름의 두께는, 통상 4 내지 100㎛, 바람직하게는 4 내지 25㎛ 정도이다. 폴리올레핀 필름으로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌?프로필렌 공중합체, 에틸렌?1-부텐 공중합체, 에틸렌?아세트산비닐 공중합체, 에틸렌?에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌?비닐알코올 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리에스테르 필름으로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다. 폴리아미드 필름으로서는, 예를 들어 폴리아크릴레이트 필름, 폴리스티렌 필름, 나일론6, 나일론6,6, 부분 방향족 폴리아미드 등을 들 수 있다.
플라스틱 기재에는, 필요에 따라, 이형 처리, 오염 방지 처리, 접착 용이화 처리 및 정전 방지 처리를 할 수도 있다. 이형 처리 및 오염 방지 처리로서는, 실리콘계, 불소계, 장쇄 알킬계 혹은 지방산 아미드계의 이형제나 실리카분 등에 의한 것을 들 수 있다. 접착 용이화 처리로서는, 산 처리, 알칼리 처리, 프라이머 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 자외선 처리 등을 들 수 있다. 정전 방지 처리로서는, 도포형, 혼련투입형, 증착형 등을 들 수 있다.
이렇게 구성된 열 전도성 양면 점착 시트는, 상기 점착제층의 한쪽 면에 부착되는 피착체에 대한 점착력과, 다른 쪽 면에 부착되는 피착체에 대한 점착력이 상이하게 구성되어 이루어지는 것에 의해, 양면에 부착되는 피착체끼리 상이한 점착력으로 접착시킬 수 있다. 이에 의해, 한쪽 면의 점착력을 피착체로부터 박리시킬 수 없을 정도의 강도로 구성한 경우라도, 다른 쪽 면의 점착력을 피착체로부터 용이하게 박리 가능한 정도의 약함으로 구성할 수 있고, 피착체의 종류나 사용 환경에 따라 어느 쪽 면에 어떤 피착체를 부착할 지 선택하여 사용하는 것이 가능하게 된다.
실시예
이어서, 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
1. 아크릴 중합체 용액의 제조
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반기를 구비한 반응 용기에, 아크릴산 부틸 70 중량부, 2에틸헥실아크릴레이트 30 중량부, 아크릴산 3 중량부, 4히드록시부틸아크릴레이트 0.05 중량부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(개시제) 0.1 중량부, 톨루엔 155 중량부를 첨가한 후, 계 내를 질소 가스로 충분히 치환했다. 그리고, 80℃로 3시간 가열해서 고형분이 40.0 중량％인 아크릴 중합체 용액을 얻었다.
2. 열 전도성 강 점착제 조성물(강 점착 코팅액)의 제조
상기 아크릴 중합체 용액 100 중량부에, 점착 부여재(아라까와 가가꾸사제, 상품명 「벤셀 D-125」) 30 중량부, 열 전도성 물질로서 열 전도성 수산화알루미늄 분말(쇼와 덴꼬사제, 상품명 「하이디라이트 H-32」, 1차 평균 입자 직경 8㎛) 100 중량부, 분산제(다이이찌 고교 세야꾸사제, 상품명 「플라이서프 A212E」) 1 중량부, 가교제로서 다관능 이소시아네이트 화합물(닛본 폴리우레탄 고교사제, 상품명 「코로네이트 L」) 2 중량부를 배합하고, 디스퍼로 15분간 교반하여 강 점착 코팅액을 제조했다.
3. 열 전도성 약 점착제 조성물(약 점착 코팅액)의 제조
상기 아크릴 중합체 용액 100 중량부에, 점착 부여재(아라까와 가가꾸사제, 상품명 「벤셀 D-125」) 30 중량부, 열 전도성 물질로서 열 전도성 수산화알루미늄 분말(쇼와 덴꼬사제, 상품명 「하이디라이트 H-32」) 200 중량부, 분산제(다이이찌 고교 세야꾸사제, 상품명 「플라이서프 A212E」) 1 중량부, 가교제로서 다관능 이소시아네이트 화합물(닛본 폴리우레탄 고교사제, 상품명 「코로네이트 L」) 2중량부를 배합하고, 디스퍼로 15분간 교반하여 약 점착 코팅액을 제조했다.
4. 열 전도성 양면 점착 시트(이하, 점착 시트라고 기재함)의 제작
폴리에틸렌테레프탈레이트의 편면을 실리콘 박리제로 처리한 박리 필름의 박리 처리면에, 얻어진 강 점착 코팅액을 건조 후의 두께가 50㎛가 되도록 도포하고, 70℃에서 15분간 건조해서 박리 필름 상에 강 점착제층을 형성했다. 또한, 다른 이형 필름의 박리 처리 면에, 얻어진 약 점착 코팅액을 건조 후의 두께가 50㎛가 되도록 도포하고, 70℃에서 15분간 건조해서 박리 필름 상에 약 점착제층을 형성했다.
건조 후의 강 점착제층에서 차지하는 열 전도성 물질의 비율은 29 체적％이며, 약 점착제층에서 차지하는 열 전도성 물질의 비율은 45 체적％이다.
그리고, 강 점착제층과 약 점착제층이 중첩되도록, 강 점착제층이 부착된 박리 필름과 약 점착제층이 부착된 박리 필름을 적층시켜서, 강 점착제층과 약 점착제층으로 구성된 점착제층을 구비한 점착 시트를 제작했다. 상기 점착 시트의 양면에는, 박리 필름이 부착된 상태로 되어 있다.
<실시예 2>
약 점착 코팅액을 제조할 때에, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 열 전도성 수산화알루미늄 분말을 400 중량부 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조건으로 점착 시트를 제작했다. 건조 후의 약 점착제층에서 차지하는 열 전도성 물질의 비율은 45 체적％이다.
<비교예 1>
실시예 1의 강 점착 코팅액을 건조 후의 두께가 100㎛가 되도록 박리 필름 상에 도포하고, 70℃에서 15분간 건조해서 강 점착제층만으로 이루어지는 점착제층을 구비한 점착 시트를 제작했다.
<비교예 2>
실시예 2의 약 점착 코팅액을 건조 후의 두께가 100㎛가 되도록 박리 필름 상에 도포하고, 70℃에서 15분간 건조해서 약 점착제층만으로 이루어지는 점착제층을 구비하는 점착 시트를 제작했다.
<점착력의 측정>
1. 측정 1
각 실시예의 점착 시트에 있어서의 약 점착제층측의 면(약 점착면)에, 두께 25㎛의 PET 필름을 접합시키고, 이것을 폭 20mm, 길이 150mm로 절단해서 측정용 샘플을 제작했다.
이어서, 강 점착제층측의 면(강 점착면)으로부터 박리 필름을 박리시키고, 측정용 샘플을 23℃, 50％ RH 분위기 하에서 SUS 304 강판에 2kg 롤러 1 왕복에 의해 부착했다. 그리고, 이 평가용 샘플이 부착된 SUS 304 강판을 23℃에서 30분간 양생했다.
또한, 상기 SUS 304 강판은, 점착 시트를 부착하기 전에, 그의 표면을 360번의 내수 연마지로 연마 처리하고, 또한 톨루엔에서의 탈지를 충분히 실시한 후에, 23℃, 50％ RH의 분위기 하에서 30분 건조 후에 사용했다.
양생 후, 미네베아 가부시끼가이샤제 만능 인장 시험기 「TCM-1kNB」를 사용해서 박리 시험을 행하고, SUS 304 강판에 대한 강 점착면의 점착력의 측정을 행했다. 박리 시험의 조건으로서는, 박리 각도 180°, 박리 속도 300mm/분으로 시험을 행했다. 측정 결과는, 하기 표 1에 나타낸다.
2. 측정 2
각 실시예의 점착 시트에 있어서의 강 점착면에, 두께 25㎛의 PET 필름을 접합시키고, 이것을 폭 20mm, 길이 150mm로 절단해서 측정용 샘플로 하며, 약 점착면의 점착력의 측정을 측정 1과 동일한 조건으로 행했다. 측정 결과는, 하기 표 1에 나타낸다.
3. 측정 3
각 비교예의 점착 시트에 있어서의 한쪽 면에, 두께 25㎛의 PET 필름을 접합시키고, 이것을 폭 20mm, 길이 150mm로 절단해서 측정용 샘플로 하며, 다른 쪽 면의 점착력의 측정을 측정 1과 동일한 조건으로 행했다. 측정 결과는, 하기 표 1에 나타낸다.
4. 측정 4
각 비교예의 점착 시트에 있어서의 다른 쪽 면에, 두께 25㎛의 PET 필름을 접합시키고, 이것을 폭 20mm, 길이 150mm로 절단해서 측정용 샘플로 하며, 한쪽 면의 점착력의 측정을 측정 1과 동일한 조건으로 행했다. 측정 결과는, 하기 표 1에 나타낸다.
Figure pct00002
<열전도율의 측정>
1. 측정 1
각 실시예, 각 비교예의 점착 시트에 있어서의 강 점착제층의 열전도율의 측정을 행했다. 열전도율은, 아이 페이즈사제 상품명 「ai-phase mobile」에 의해 열 확산율을 구하고, 상기 열 확산율에 시차 주사 열량계(DSC)로 측정한 점착 시트의 단위 체적당 열 용량을 곱함으로써 산출했다. 측정 결과는, 하기 표 2에 나타낸다.
2. 측정 2
각 실시예의 점착 시트에 있어서의 약 점착제층의 열전도율의 측정을 측정 1과 마찬가지로 행했다. 측정 결과는, 하기 표 2에 나타낸다.
Figure pct00003
<점착 특성 평가>
1. 평가용 샘플의 제작
각 실시예의 점착 시트에 있어서의 강 점착면에 부착되어 있는 박리 필름을 박리시켜 강 점착면에 유리 에폭시 기판을 부착한 후, 약 점착면에 부착되어 있는 박리 필름을 박리시켜 약 점착면에 SUS 304 강판을 부착하여 평가용 샘플을 제작했다.
또한, 각 비교예의 점착 시트의 한쪽 면에 부착되어 있는 박리 필름을 박리해서 한쪽 면에 유리 에폭시 기판을 부착한 후, 다른 쪽 면에 부착되어 있는 박리 필름을 박리시켜 다른 쪽 면에 SUS 304 강판을 부착하여 평가용 샘플을 제작했다.
2. 평가 방법
점착 시트가 유리 에폭시 기판에 부착된 상태에서, 약 점착면 또는 다른 쪽 면에 부착되어 있는 박리 필름을 박리시켰을 때, 유리 에폭시 기판으로부터 점착 시트가 박리되어버리는 지 여부에 대해서 평가를 행했다.
또한, 각각의 평가용 샘플을 80℃로 24시간 가열 처리한 후, 유리 에폭시 기판을 SUS 304 강판으로부터 박리시켰을 때의 상태에 대해서도 평가를 행했다.
박리 필름을 박리시킬 때에, 유리 에폭시 기판으로부터 점착 시트가 박리되지 않은 것으로, 유리 에폭시 기판과 SUS 304 강판의 박리를 용이하게 행할 수 있었던 것을 「○」, 박리 필름을 박리시킬 때에, 유리 에폭시 기판으로부터 점착 시트가 박리되어버리거나, 유리 에폭시 기판과 SUS 304 강판의 박리를 용이하게 행할 수 없었던 경우를 「×」라고 평가했다. 평가 결과는, 하기 표 3에 나타낸다.
Figure pct00004
상기 시험 결과 및 평가 결과를 보면, 비교예 1의 점착 시트는, 강 점착제층만으로 점착제층이 구성되어 있기 때문에, 양면의 점착력이 강해져서, 유리 에폭시 기판과 SUS 304를 용이하게 박리시킬 수 없었다. 또한, 비교예 2의 점착 시트는, 약 점착제층만으로 점착제층이 구성되어 있기 때문에, 양면의 점착력이 약해져서, 유리 에폭시 기판에 부착된 상태에서 다른 쪽 면의 박리 필름을 박리시켰을 때에, 유리 에폭시 기판으로부터 점착 시트가 박리되어버렸다. 즉, 비교예 1 및 2는, 피착체끼리 접합시키거나 박리시킬 때의 작업성이 나쁜 것이 되어버렸다.
이에 대하여, 실시예 1 및 2의 점착 시트는, 강 점착면의 점착력이 약 점착면의 점착력보다 강해져 있기 때문에, 강 점착면이 유리 에폭시 기판에 부착된 상태에서 약 점착면의 박리 필름을 박리시킬 때에도 유리 에폭시 기판으로부터 점착 시트가 박리되는 경우가 없었다. 또한, 약 점착면의 점착력이 약한 것이기 때문에, 유리 에폭시 기판과 SUS 304를 용이하게 박리시킬 수 있었다. 즉, 실시예 1 및 2의 점착 시트는, 피착체끼리 접합시키거나 박리시킬 때의 작업성을 향상시키는 것이 가능하게 되었다.

Claims (6)

  1. 열 전도성 물질과 아크릴 중합체 성분이 함유되어 있는 열 전도성 점착제 조성물이 시트 형상으로 성형되어 이루어지는 점착제층을 구비하는 열 전도성 양면 점착 시트이며,
    피착체에 대한 한쪽 면의 점착력이 다른 쪽 면의 점착력보다 강해지도록, 상기 한쪽 면을 형성하는 강 점착제층과 상기 다른 쪽 면을 형성하는 약 점착제층이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 전도성 양면 점착 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강 점착제층은 아크릴 중합체 성분 100 중량부에 대하여 열 전도성 물질을 150 중량부 미만 함유하고 있음과 함께, 상기 약 점착제층은 아크릴 중합체 성분 100 중량부에 대하여 열 전도성 물질을 150 중량부 이상 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 열 전도성 양면 점착 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 약 점착제층의 SUS 304 강판에 대한 점착력은 5.0N/20mm 미만인 것을 특징으로 하는 열 전도성 양면 점착 시트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강 점착제층의 SUS 304 강판에 대한 점착력은 5.0N/20mm 이상인 것을 특징으로 하는 열 전도성 양면 점착 시트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 전도성 물질은 질화붕소, 수산화알루미늄 및 산화알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 물질로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 전도성 양면 점착 시트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강 점착제층 및 약 점착제층의 열전도율은 0.5W/m?K 이상인 것을 특징으로 하는 열 전도성 양면 점착 시트.
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