JP2000211055A - 導電性と熱伝導性を備えたシ―ト - Google Patents
導電性と熱伝導性を備えたシ―トInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被冷却部品（電子部品）とヒートシンクとを
電気的導通と熱抵抗を低く接続することができる導電性
と熱伝導性を備えたシートを提供すること。 【解決手段】 エンボス加工を施した軟質金属層とそれ
の片面または両面に設けられたゴム層とを有する導電性
と熱伝導性を備えたシート。
電気的導通と熱抵抗を低く接続することができる導電性
と熱伝導性を備えたシートを提供すること。 【解決手段】 エンボス加工を施した軟質金属層とそれ
の片面または両面に設けられたゴム層とを有する導電性
と熱伝導性を備えたシート。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は各種電子・電気機器
に搭載される電気部品の冷却において、主にその電子部
品とヒートシンクとの熱的、電気的接続等に用いられる
導電性と熱伝導性を備えたシートに関するものである。
に搭載される電気部品の冷却において、主にその電子部
品とヒートシンクとの熱的、電気的接続等に用いられる
導電性と熱伝導性を備えたシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピューター等に代表される各種電子
・電気機器に搭載されている半導体素子等の冷却の問題
は、近年、重要課題として注目されてきている。このよ
うな冷却が必要な半導体素子等の冷却方法として、それ
が搭載される機器筐体にファンを取り付け、その機器筐
体内の空気を冷却する方法や、その冷却すべき半導体素
子等に冷却体（ヒートシンク）を取り付けて冷却する方
法等が代表的である。
・電気機器に搭載されている半導体素子等の冷却の問題
は、近年、重要課題として注目されてきている。このよ
うな冷却が必要な半導体素子等の冷却方法として、それ
が搭載される機器筐体にファンを取り付け、その機器筐
体内の空気を冷却する方法や、その冷却すべき半導体素
子等に冷却体（ヒートシンク）を取り付けて冷却する方
法等が代表的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】冷却すべき半導体素子
等の部品（以下、被冷却部品と言う）にヒートシンクを
取り付ける場合、その被冷却部品とヒートシンクとの間
の熱的接続性が低いと十分な冷却性能が得られない。通
常、被冷却部品にヒートシンクを単に接触させているだ
けでは、その部分の熱的接触抵抗が大き過ぎ、従って十
分な冷却が実現しにくい。
等の部品（以下、被冷却部品と言う）にヒートシンクを
取り付ける場合、その被冷却部品とヒートシンクとの間
の熱的接続性が低いと十分な冷却性能が得られない。通
常、被冷却部品にヒートシンクを単に接触させているだ
けでは、その部分の熱的接触抵抗が大き過ぎ、従って十
分な冷却が実現しにくい。
【０００４】被冷却部品とヒートシンクとを半田接合等
により接合すれば、単にこれらを接触させた場合に比べ
大幅に熱抵抗を小さく接続することができる。しかし、
被冷却部品とヒートシンクの熱膨張率の相違が大きい
と、その熱的整合性の問題が生ずる。具体的には、ヒー
トシンクとしては、通常熱伝導性に優れるアルミニウム
材等が好適に適用される場合が多いが、被冷却部品であ
る半導体素子はそれより大幅に熱膨張率が小さい場合が
多いから、大きな反りの発生や、接合部での剥離の発生
等の問題が生じることが多いのである。
により接合すれば、単にこれらを接触させた場合に比べ
大幅に熱抵抗を小さく接続することができる。しかし、
被冷却部品とヒートシンクの熱膨張率の相違が大きい
と、その熱的整合性の問題が生ずる。具体的には、ヒー
トシンクとしては、通常熱伝導性に優れるアルミニウム
材等が好適に適用される場合が多いが、被冷却部品であ
る半導体素子はそれより大幅に熱膨張率が小さい場合が
多いから、大きな反りの発生や、接合部での剥離の発生
等の問題が生じることが多いのである。
【０００５】そこで被冷却部品とヒートシンクとの間に
粘着性のシリコーングリス等を挟んで接触させる方法が
広く用いられている。シリコーングリス等を介在させる
ことで、被冷却部品とヒートシンクとを単に接触させた
場合に比べ、その接触部の熱的抵抗値が小さくなる。ま
た、被冷却部品とヒートシンクとを半田接合するような
場合と異なり、これらの熱膨張の差をシリコーングリス
が吸収し、反り等の問題が抑制される。
粘着性のシリコーングリス等を挟んで接触させる方法が
広く用いられている。シリコーングリス等を介在させる
ことで、被冷却部品とヒートシンクとを単に接触させた
場合に比べ、その接触部の熱的抵抗値が小さくなる。ま
た、被冷却部品とヒートシンクとを半田接合するような
場合と異なり、これらの熱膨張の差をシリコーングリス
が吸収し、反り等の問題が抑制される。
【０００６】しかしながら、それでもシリコーングリス
等の物質の熱伝導率はヒートシンクを構成する金属材に
比べ格段に低い場合が多く、より一層の冷却性能の向上
は容易ではない。近年は半導体素子等の電子部品の冷却
がより一層要求されてきており、そのためにより接触抵
抗を低減させることが求められている。本発明者等はこ
のような問題を解決した「放熱用シート」を提案した
（特願平１０−８１３１号）。しかし、かかる提案は被
冷却部品とヒートシンクとの熱的接触のみを考慮したも
のであり、近年では、用途によって熱的接続だけでな
く、電気的な接続を求められる場合も多くなってきてお
り、このような要求には満足できないものであった。
等の物質の熱伝導率はヒートシンクを構成する金属材に
比べ格段に低い場合が多く、より一層の冷却性能の向上
は容易ではない。近年は半導体素子等の電子部品の冷却
がより一層要求されてきており、そのためにより接触抵
抗を低減させることが求められている。本発明者等はこ
のような問題を解決した「放熱用シート」を提案した
（特願平１０−８１３１号）。しかし、かかる提案は被
冷却部品とヒートシンクとの熱的接触のみを考慮したも
のであり、近年では、用途によって熱的接続だけでな
く、電気的な接続を求められる場合も多くなってきてお
り、このような要求には満足できないものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えばヒート
シンクと被冷却部品との間に配置する導電性と熱伝導性
を兼ね備えたシートで、該導電性と熱伝導性を備えたシ
ートはエンボス構造とした軟質金属層とそれの片面また
は両面に被覆されたゴム層とを備えているものである。
その軟質金属層が引張強さ１００Ｎ／ｍｍ2 以下の材質
のものであることが望ましい。前記軟質金属層としてア
ルミニウム材または銅材で構成されたものはより実用的
である。アルミニウム材の場合、純度９９．９９％以上
のものを用いるとなお良い。
シンクと被冷却部品との間に配置する導電性と熱伝導性
を兼ね備えたシートで、該導電性と熱伝導性を備えたシ
ートはエンボス構造とした軟質金属層とそれの片面また
は両面に被覆されたゴム層とを備えているものである。
その軟質金属層が引張強さ１００Ｎ／ｍｍ2 以下の材質
のものであることが望ましい。前記軟質金属層としてア
ルミニウム材または銅材で構成されたものはより実用的
である。アルミニウム材の場合、純度９９．９９％以上
のものを用いるとなお良い。
【０００８】本発明において、特に電気的な接続を求め
られる場合には、ゴム層として、ＪＩＳ Ｋ ２２２０
に規定するちょう度が３０度以上であるゴムで構成する
ことを提案する。また、ゴム層を、金属粉末、金属窒化
物、金属酸化物、結晶性シリカ、炭化硅素のいずれかを
含む熱伝導性充填剤を含有するゴム組成物で構成するこ
とを提案する。
られる場合には、ゴム層として、ＪＩＳ Ｋ ２２２０
に規定するちょう度が３０度以上であるゴムで構成する
ことを提案する。また、ゴム層を、金属粉末、金属窒化
物、金属酸化物、結晶性シリカ、炭化硅素のいずれかを
含む熱伝導性充填剤を含有するゴム組成物で構成するこ
とを提案する。
【０００９】本発明では、特に前記ゴム層として、アク
リルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムから選
ばれるゴムまたはこれらのブレンドゴムに、疎水化され
た酸化マグネシウム粉末が５０〜８５重量％混合されて
なるゴム組成物で構成する場合を提案する。更にそのゴ
ム組成物に融点４０〜９０℃の有機化合物が２〜２０重
量％配合されていると良い。
リルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムから選
ばれるゴムまたはこれらのブレンドゴムに、疎水化され
た酸化マグネシウム粉末が５０〜８５重量％混合されて
なるゴム組成物で構成する場合を提案する。更にそのゴ
ム組成物に融点４０〜９０℃の有機化合物が２〜２０重
量％配合されていると良い。
【００１０】また本発明の導電性と熱伝導性を備えたシ
ートとして、上述の構成に、更に少なくとも片面に粘着
剤を被覆した構造も提案する。粘着剤を設けることによ
り少なくとも一方の側に予めシートを接着しておくこと
ができ、組み立てがより簡便になる効果が期待できる。
ートとして、上述の構成に、更に少なくとも片面に粘着
剤を被覆した構造も提案する。粘着剤を設けることによ
り少なくとも一方の側に予めシートを接着しておくこと
ができ、組み立てがより簡便になる効果が期待できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の導電性と熱伝導性を備え
たシートは、例えばヒートシンクと被冷却部品との間に
配置して、これらの熱的接続性を高めることにある。本
発明シートをヒートシンクと被冷却部品との間に配置す
ることで、単にヒートシンクと被冷却部品とを接触させ
た場合に比べ、これらの間の熱的接触抵抗を格段に低下
させることが可能になる。
たシートは、例えばヒートシンクと被冷却部品との間に
配置して、これらの熱的接続性を高めることにある。本
発明シートをヒートシンクと被冷却部品との間に配置す
ることで、単にヒートシンクと被冷却部品とを接触させ
た場合に比べ、これらの間の熱的接触抵抗を格段に低下
させることが可能になる。
【００１２】また、本発明はエンボス加工を施した金属
層のエンボス凸部をゴムシートの表面に凸出させるて導
電性を付与するためには、ゴム層としてＪＩＳ ２２２
０に規定されたちょう度で３０以上、好ましくは５０以
上の柔らかいゴム組成物を使用することにより、ヒート
シンクと被冷却部品との間に該放熱シートを挟んだ場
合、その締付力でエンボス金属層の金属凸部の位置にあ
るゴム層が押し潰されて金属層がヒートシンクまたは被
冷却部品と接触して電気的に動通することとなり、電気
的な接続を容易に実現することができる。
層のエンボス凸部をゴムシートの表面に凸出させるて導
電性を付与するためには、ゴム層としてＪＩＳ ２２２
０に規定されたちょう度で３０以上、好ましくは５０以
上の柔らかいゴム組成物を使用することにより、ヒート
シンクと被冷却部品との間に該放熱シートを挟んだ場
合、その締付力でエンボス金属層の金属凸部の位置にあ
るゴム層が押し潰されて金属層がヒートシンクまたは被
冷却部品と接触して電気的に動通することとなり、電気
的な接続を容易に実現することができる。
【００１３】また、本発明の導電性と熱伝導性を備えた
シートを用いれば、ヒートシンクと被冷却部品とを半田
付け等により接合しなくても、低い熱的接触抵抗でこれ
らを熱的に接続することが可能となり、かつ、電気的接
続も可能となる。従ってヒートシンクと被冷却部品とを
半田付け等により接合してしまった場合において生ず
る、ヒートシンクと被冷却部品との熱膨張率の大きな差
異に起因する問題を防ぐことができる。つまりヒートシ
ンクと被冷却部品との熱膨張率の大きな差異に起因する
問題、例えば大きな反りの発生等の問題を改善すること
ができる。
シートを用いれば、ヒートシンクと被冷却部品とを半田
付け等により接合しなくても、低い熱的接触抵抗でこれ
らを熱的に接続することが可能となり、かつ、電気的接
続も可能となる。従ってヒートシンクと被冷却部品とを
半田付け等により接合してしまった場合において生ず
る、ヒートシンクと被冷却部品との熱膨張率の大きな差
異に起因する問題を防ぐことができる。つまりヒートシ
ンクと被冷却部品との熱膨張率の大きな差異に起因する
問題、例えば大きな反りの発生等の問題を改善すること
ができる。
【００１４】本発明の導電性と熱伝導性を備えたシート
は、エンボス構造とした軟質金属層とそれの片面または
両面に被覆されたゴム層とを備えているので、高い柔軟
性を有している。また単にゴムやゴム組成物をシート状
に成形したものと異なり、ちぎれたりしにくく高い強度
を実現している。このように本発明の導電性と熱伝導性
を備えたシートは、所定の位置にセットする際等におい
て、破れたり、しわが生じたりしにくくなっている。こ
のため、そのシートをヒートシンクと被冷却部品との間
に挟む作業等において、その作業はより簡便になる。
は、エンボス構造とした軟質金属層とそれの片面または
両面に被覆されたゴム層とを備えているので、高い柔軟
性を有している。また単にゴムやゴム組成物をシート状
に成形したものと異なり、ちぎれたりしにくく高い強度
を実現している。このように本発明の導電性と熱伝導性
を備えたシートは、所定の位置にセットする際等におい
て、破れたり、しわが生じたりしにくくなっている。こ
のため、そのシートをヒートシンクと被冷却部品との間
に挟む作業等において、その作業はより簡便になる。
【００１５】また軟質金属層は柔らかいため、本発明の
導電性と熱伝導性を備えたシートはヒートシンクと被冷
却部品との間に挟んだ際、ヒートシンクや被冷却部品の
表面の大小の凹凸に対し追随性に優れている。このため
ヒートシンクと被冷却部品との高い熱的接続が実現しう
る。従って冷却すべき電子部品等の被冷却部品の冷却効
果が高まる。
導電性と熱伝導性を備えたシートはヒートシンクと被冷
却部品との間に挟んだ際、ヒートシンクや被冷却部品の
表面の大小の凹凸に対し追随性に優れている。このため
ヒートシンクと被冷却部品との高い熱的接続が実現しう
る。従って冷却すべき電子部品等の被冷却部品の冷却効
果が高まる。
【００１６】本発明において軟性金属層の材質は特に限
定されないが、引張強さ１００Ｎ／ｍｍ2 以下の材質の
ものを用いると効果的である。例えばアルミニウム材ま
たは銅材製の軟質金属層を用いると実用的である。アル
ミニウム材の場合、純度９９．９９％以上のものを用い
ると良い。
定されないが、引張強さ１００Ｎ／ｍｍ2 以下の材質の
ものを用いると効果的である。例えばアルミニウム材ま
たは銅材製の軟質金属層を用いると実用的である。アル
ミニウム材の場合、純度９９．９９％以上のものを用い
ると良い。
【００１７】一方、ゴム層に金属粉末、金属酸化物、金
属窒化物、結晶性シリカ、炭化硅素等（以下フィラーと
言う）を含んだ熱伝導性充填剤を練り混むと、熱伝導性
が高まり好ましい。
属窒化物、結晶性シリカ、炭化硅素等（以下フィラーと
言う）を含んだ熱伝導性充填剤を練り混むと、熱伝導性
が高まり好ましい。
【００１８】ゴム組成物としては、アクリルゴム、ブチ
ルゴム、エチレンプロピレンゴムから選ばれるゴムまた
はこれらのブレンドゴムに、疎水化された酸化マグネシ
ウム粉末が５０〜８５重量％混合されてなるゴム組成物
が特に好ましい。一般にゴムに熱伝導性または導電性を
付与するためにフィラーを練り混むが、その練り込み量
が多くなると熱伝導性または導電性はそれなりに上がる
が、該ゴム組成物で成形したゴムシートは硬くなる傾向
にある。しかし、酸化マグネシウム粒子は、ゴムに混合
するフィラーの代表例である酸化アルミニウム粒子等に
比べて軟らかく、従って同程度の混合量でも、成形ゴム
シートの硬度を低く抑えることが可能になる。また疎水
化された酸化マグネシウム粒子は酸化アルミニウム粒子
より熱伝導性が高いから、例え同程度の混合量でも、酸
化アルミニウム粒子を混合する場合に比べ成形ゴムシー
トの熱伝導性は高くなる。
ルゴム、エチレンプロピレンゴムから選ばれるゴムまた
はこれらのブレンドゴムに、疎水化された酸化マグネシ
ウム粉末が５０〜８５重量％混合されてなるゴム組成物
が特に好ましい。一般にゴムに熱伝導性または導電性を
付与するためにフィラーを練り混むが、その練り込み量
が多くなると熱伝導性または導電性はそれなりに上がる
が、該ゴム組成物で成形したゴムシートは硬くなる傾向
にある。しかし、酸化マグネシウム粒子は、ゴムに混合
するフィラーの代表例である酸化アルミニウム粒子等に
比べて軟らかく、従って同程度の混合量でも、成形ゴム
シートの硬度を低く抑えることが可能になる。また疎水
化された酸化マグネシウム粒子は酸化アルミニウム粒子
より熱伝導性が高いから、例え同程度の混合量でも、酸
化アルミニウム粒子を混合する場合に比べ成形ゴムシー
トの熱伝導性は高くなる。
【００１９】従って、疎水化された酸化マグネシウム粒
子を用いれば、酸化アルミニウム粒子を用いた場合に比
べ、硬度を低く抑えつつ、熱伝導性に非常に優れる熱伝
導性を備えたシートが実現する。この酸化マグネシウム
粉末の混合量は、ゴム組成物の５０〜８５重量％が熱伝
導性および硬度の観点で望ましい。５０重量％未満で
は、熱伝導率が低く、また８５重量％を超えると、成形
ゴムシートの硬度が高くなり過ぎて、被冷却部品やヒー
トシンクとの密着性が低下するからである。
子を用いれば、酸化アルミニウム粒子を用いた場合に比
べ、硬度を低く抑えつつ、熱伝導性に非常に優れる熱伝
導性を備えたシートが実現する。この酸化マグネシウム
粉末の混合量は、ゴム組成物の５０〜８５重量％が熱伝
導性および硬度の観点で望ましい。５０重量％未満で
は、熱伝導率が低く、また８５重量％を超えると、成形
ゴムシートの硬度が高くなり過ぎて、被冷却部品やヒー
トシンクとの密着性が低下するからである。
【００２０】本発明においては、アクリルゴム（アクリ
ル酸エステルを主成分とする合成ゴム）、ブチルゴム、
エチレンプロピレンゴムから選ばれるゴムまたはこれら
のブレンドゴムに、疎水化された酸化マグネシウム粉末
を混合する他に、更に含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物
を１〜１０重量％配合しても良い。含水珪酸マグネシウ
ム質粘土鉱物を適量配合することでゴム組成物の耐熱性
を高めることができる。その配合量は１〜１０重量％が
望ましい。１重量％未満ではその効果が乏しく、一方、
１０重量％を超えると、耐熱性の向上の効果は飽和する
上、熱伝導率の低下や硬度の向上を招き望ましくないか
らである。特に好ましい含水珪酸マグネシウム質粘土鉱
物の配合量は３〜７重量％である。
ル酸エステルを主成分とする合成ゴム）、ブチルゴム、
エチレンプロピレンゴムから選ばれるゴムまたはこれら
のブレンドゴムに、疎水化された酸化マグネシウム粉末
を混合する他に、更に含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物
を１〜１０重量％配合しても良い。含水珪酸マグネシウ
ム質粘土鉱物を適量配合することでゴム組成物の耐熱性
を高めることができる。その配合量は１〜１０重量％が
望ましい。１重量％未満ではその効果が乏しく、一方、
１０重量％を超えると、耐熱性の向上の効果は飽和する
上、熱伝導率の低下や硬度の向上を招き望ましくないか
らである。特に好ましい含水珪酸マグネシウム質粘土鉱
物の配合量は３〜７重量％である。
【００２１】また、更に融点４０〜９０℃の有機化合物
を２〜２０重量％配合することで、冷却すべき被冷却部
品の熱を受けて、その有機化合物が軟化し、導電性と熱
伝導性を備えたシートと被冷却部品またはヒートシンク
との接触面においてエンボス構造の凸部が露出して導電
性を付与し易くなり、また、ゴム表面部分は接触面にお
ける微小な凹凸を埋めるような効果が期待できる。この
結果、導電性と熱伝導性を備えたシートと被冷却部品と
の導電性と熱的接続性が一層高まり、より優れた電気的
接続と冷却性能が実現する。融点４０〜９０℃の有機化
合物として、パラフィンワックス、マイクロクリスタリ
ンワックス等の滑剤、クマロン樹脂、ポリテルペン樹脂
等の粘着剤、その他低分子量の樹脂等が適用できる。そ
の配合量は２重量％未満ではその効果が乏しく、一方、
２０重量％を超えると、その軟化流動性が大きくなりす
ぎて、耐熱性が低下してしまう。
を２〜２０重量％配合することで、冷却すべき被冷却部
品の熱を受けて、その有機化合物が軟化し、導電性と熱
伝導性を備えたシートと被冷却部品またはヒートシンク
との接触面においてエンボス構造の凸部が露出して導電
性を付与し易くなり、また、ゴム表面部分は接触面にお
ける微小な凹凸を埋めるような効果が期待できる。この
結果、導電性と熱伝導性を備えたシートと被冷却部品と
の導電性と熱的接続性が一層高まり、より優れた電気的
接続と冷却性能が実現する。融点４０〜９０℃の有機化
合物として、パラフィンワックス、マイクロクリスタリ
ンワックス等の滑剤、クマロン樹脂、ポリテルペン樹脂
等の粘着剤、その他低分子量の樹脂等が適用できる。そ
の配合量は２重量％未満ではその効果が乏しく、一方、
２０重量％を超えると、その軟化流動性が大きくなりす
ぎて、耐熱性が低下してしまう。
【００２２】本発明の導電性と熱伝導性を備えたシート
の場合、エンボス構造とした軟質金属層が非常に柔軟で
あり、かつ、軟質金属層上に設けたゴム層が被冷却部品
の表面の微小な凹凸に対して追随することができる。
の場合、エンボス構造とした軟質金属層が非常に柔軟で
あり、かつ、軟質金属層上に設けたゴム層が被冷却部品
の表面の微小な凹凸に対して追随することができる。
【００２３】以下に本発明の実施例を示す。
【実施例１】軟質金属層として７０μｍ程度の厚さの純
Ａｌ箔（純度９９．９９％）に高さ４０μｍ程度の凸部
となるようにエンボス加工を施した軟質金属箔を用い、
ゴム層としてアクリルゴム中に微細な疎水化されたＭｇ
Ｏ粒子を混合したゴム組成物を、厚さ３０μｍ程度に設
けた本発明の導電性と熱伝導性を備えたシートを用意し
た。一方、上記軟質金属層に替えて、７０μｍ程度の厚
さでエンボス加工せず、軟質でないＡｌ合金の箔を適用
した比較用の熱伝導性シートを用いて、表面の微小凹凸
が間隔１００μｍ程度で高さが平均５μｍ程度の被冷却
部品との接触追随性について比較した。
Ａｌ箔（純度９９．９９％）に高さ４０μｍ程度の凸部
となるようにエンボス加工を施した軟質金属箔を用い、
ゴム層としてアクリルゴム中に微細な疎水化されたＭｇ
Ｏ粒子を混合したゴム組成物を、厚さ３０μｍ程度に設
けた本発明の導電性と熱伝導性を備えたシートを用意し
た。一方、上記軟質金属層に替えて、７０μｍ程度の厚
さでエンボス加工せず、軟質でないＡｌ合金の箔を適用
した比較用の熱伝導性シートを用いて、表面の微小凹凸
が間隔１００μｍ程度で高さが平均５μｍ程度の被冷却
部品との接触追随性について比較した。
【００２４】即ち、上記本発明の導電性と熱伝導性を備
えたシートと上記比較用の導電性と熱伝導性を備えたシ
ートを、被冷却部品に押し付けて接触させ（接触面の大
きさは１１０ｍｍ×１２７ｍｍ）、これらの間の熱抵抗
を測定した結果、本発明の導電性と熱伝導性を備えたシ
ートでは、０．００９３℃／Ｗ、比較用の放熱シートで
は、０．０１５２℃／Ｗとなった。明らかに本発明の導
電性と熱伝導性を備えたシートが優れた追随性を有して
いることが判る。尚、被冷却部品との追随性に優れると
いうことは、ヒートシンクに本発明の導電性と熱伝導性
を備えたシートを接触させた場合でも、そのヒートシン
クとの追随性に優れる、ということは同様である。従っ
て、被冷却部品とヒートシンクとを優れた熱的接続性で
接続することが可能になる。
えたシートと上記比較用の導電性と熱伝導性を備えたシ
ートを、被冷却部品に押し付けて接触させ（接触面の大
きさは１１０ｍｍ×１２７ｍｍ）、これらの間の熱抵抗
を測定した結果、本発明の導電性と熱伝導性を備えたシ
ートでは、０．００９３℃／Ｗ、比較用の放熱シートで
は、０．０１５２℃／Ｗとなった。明らかに本発明の導
電性と熱伝導性を備えたシートが優れた追随性を有して
いることが判る。尚、被冷却部品との追随性に優れると
いうことは、ヒートシンクに本発明の導電性と熱伝導性
を備えたシートを接触させた場合でも、そのヒートシン
クとの追随性に優れる、ということは同様である。従っ
て、被冷却部品とヒートシンクとを優れた熱的接続性で
接続することが可能になる。
【００２５】
【実施例２】純度９９．９９％、厚さ５０μｍのアルミ
ニウム箔の上下に、粒度Ｐ１００の研磨紙を重ねてプレ
スにて１００ｋｇ／ｃｍ2 の荷重をかけてエンボス金属
箔を作成した。このエンボス加工した金属シートの厚さ
は１８０μｍであった。このエンボス加工したシートの
両面に表１のナンバー１に示すゴム組成物をトルエンで
溶解させ５０％固形分としてバーコーターでコーティン
グし、トルエンを蒸発させてエンボス金属シートの両面
にゴム層を形成した。出来上がった試料の総厚さは２０
０μｍであり、ゴム層のちょう度は９０、熱伝導率は
０．１ｗ／ｍ−ｋであった。この複合シートを約１００
×１００×１０（ｍｍ）のアルミニウム板２枚の間に挟
み、四隅をスクリューボルトにて各１５Ｎｍで締めつけ
た後、それぞれ熱伝導性グリス（信越化学社製Ｇ７４
６）を介して上側を板状ヒーターで１５０Ｗの熱量を加
え、下側にはヒートシンクを置いて水道水で冷却した。
２枚のアルミニウム板の側面に熱電対を取り付けて温度
を測定し、温度が安定した時点で２枚の板の温度差（Δ
Ｔ）を測定したところ、６．０°Ｃであった。また、本
シートをデジタル絶縁抵抗計（以下テスターという）で
測定したところ、２Ωと導電性を示した。
ニウム箔の上下に、粒度Ｐ１００の研磨紙を重ねてプレ
スにて１００ｋｇ／ｃｍ2 の荷重をかけてエンボス金属
箔を作成した。このエンボス加工した金属シートの厚さ
は１８０μｍであった。このエンボス加工したシートの
両面に表１のナンバー１に示すゴム組成物をトルエンで
溶解させ５０％固形分としてバーコーターでコーティン
グし、トルエンを蒸発させてエンボス金属シートの両面
にゴム層を形成した。出来上がった試料の総厚さは２０
０μｍであり、ゴム層のちょう度は９０、熱伝導率は
０．１ｗ／ｍ−ｋであった。この複合シートを約１００
×１００×１０（ｍｍ）のアルミニウム板２枚の間に挟
み、四隅をスクリューボルトにて各１５Ｎｍで締めつけ
た後、それぞれ熱伝導性グリス（信越化学社製Ｇ７４
６）を介して上側を板状ヒーターで１５０Ｗの熱量を加
え、下側にはヒートシンクを置いて水道水で冷却した。
２枚のアルミニウム板の側面に熱電対を取り付けて温度
を測定し、温度が安定した時点で２枚の板の温度差（Δ
Ｔ）を測定したところ、６．０°Ｃであった。また、本
シートをデジタル絶縁抵抗計（以下テスターという）で
測定したところ、２Ωと導電性を示した。
【００２６】
【実施例３】アクリルゴムにアルミナを４４重量％配合
した表１のナンバー２に示すゴム組成物を用いて実施例
２と同様に試料を作成した。出来上がった試料のエンボ
ス金属シートの厚さは１８０μｍ、ゴムコーティング後
の総厚さは２１０μｍで、ゴム層のちょう度は６５、熱
伝導率は０．３ｗ／ｍ−ｋであった。このシートを実施
例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは５．０°Ｃ、
テスターによる導電性は４Ωであった。
した表１のナンバー２に示すゴム組成物を用いて実施例
２と同様に試料を作成した。出来上がった試料のエンボ
ス金属シートの厚さは１８０μｍ、ゴムコーティング後
の総厚さは２１０μｍで、ゴム層のちょう度は６５、熱
伝導率は０．３ｗ／ｍ−ｋであった。このシートを実施
例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは５．０°Ｃ、
テスターによる導電性は４Ωであった。
【００２７】
【実施例４】アクリルゴムに疎水性酸化マグネシウムを
６１重量％配合した表１のナンバー３に示すゴム組成物
を用いて実施例２と同様に試料を作成した。出来上がっ
た試料のエンボス金属シートの厚さは１８０μｍ、ゴム
コーティング後の総厚さは２０５μｍ、ゴム層のちょう
度は６５、熱伝導率は０．５ｗ／ｍ−ｋであった。この
シートを実施例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは
４．０°Ｃ、テスターによる導電性は３Ωであった。
６１重量％配合した表１のナンバー３に示すゴム組成物
を用いて実施例２と同様に試料を作成した。出来上がっ
た試料のエンボス金属シートの厚さは１８０μｍ、ゴム
コーティング後の総厚さは２０５μｍ、ゴム層のちょう
度は６５、熱伝導率は０．５ｗ／ｍ−ｋであった。この
シートを実施例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは
４．０°Ｃ、テスターによる導電性は３Ωであった。
【００２８】
【実施例５】ベースポリマーにブチルゴムを用い、これ
にアルミナを５６重量％配合した表１のナンバー４に示
すゴム組成物を用い、金属箔として厚さ５０μｍの銅箔
を用い、粒度１８０の研磨紙を用いて実施例２と同様に
試料を作成した。出来上がった試料のエンボス金属シー
トの厚さは１２０μｍ、ゴムコーティング後の総厚さは
１３０μｍ、ゴム層のちょう度は６０、熱伝導率は０．
４ｗ／ｍ−ｋであった。このシートを実施例２と同様に
評価を行ったところ、ΔＴは４．０°Ｃ、テスターによ
る導電性は２Ωであった。
にアルミナを５６重量％配合した表１のナンバー４に示
すゴム組成物を用い、金属箔として厚さ５０μｍの銅箔
を用い、粒度１８０の研磨紙を用いて実施例２と同様に
試料を作成した。出来上がった試料のエンボス金属シー
トの厚さは１２０μｍ、ゴムコーティング後の総厚さは
１３０μｍ、ゴム層のちょう度は６０、熱伝導率は０．
４ｗ／ｍ−ｋであった。このシートを実施例２と同様に
評価を行ったところ、ΔＴは４．０°Ｃ、テスターによ
る導電性は２Ωであった。
【００２９】
【実施例６】ベースポリマーにニトリル、ブタジエンゴ
ムを用い疎水性酸化マグネシウムを７０重量％配合した
表１のナンバー５に示すゴム組成物を用い、金属箔とし
て厚さ５０μｍのアルミ箔を用い、粒度１２０の研磨紙
を用いて実施例２と同様に試料を作成した。出来上がっ
た試料のエンボス金属シートの厚さは１６０μｍ、ゴム
コーティング後の総厚さは１７０μｍ、ゴム層のちょう
度は４０、熱伝導率は１．０ｗ／ｍ−ｋであった。この
シートを実施例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは
３．５°Ｃ、テスターによる導電性は２Ωであった。
ムを用い疎水性酸化マグネシウムを７０重量％配合した
表１のナンバー５に示すゴム組成物を用い、金属箔とし
て厚さ５０μｍのアルミ箔を用い、粒度１２０の研磨紙
を用いて実施例２と同様に試料を作成した。出来上がっ
た試料のエンボス金属シートの厚さは１６０μｍ、ゴム
コーティング後の総厚さは１７０μｍ、ゴム層のちょう
度は４０、熱伝導率は１．０ｗ／ｍ−ｋであった。この
シートを実施例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは
３．５°Ｃ、テスターによる導電性は２Ωであった。
【００３０】
【実施例７】アクリルゴムに疎水性酸化マグネシウムを
６１重量％と融点８０°Ｃの有機化合物Ｈｉ−Ｍｉｃ−
１０７０を１７．５重量％配合した表１のナンバー６に
示すゴム組成物を用い、金属箔として厚さ５０μｍのア
ルミ箔を用い、粒度１２０の研磨紙を用いて実施例２と
同様に試料を作成した。出来上がった試料のエンボス金
属シートの厚さは１６０μｍ、ゴムコーティング後の総
厚さは１７０μｍ、ゴム層のちょう度は３５、熱伝導率
は０．５ｗ／ｍ−ｋであった。このシートを実施例２と
同様に２枚のアルミニウム板に挟み、これを１００°Ｃ
に加熱した後締めつけて、上記実施例と同様の評価を行
ったところ、ΔＴは４．０°Ｃ、テスターによる導電性
は２Ωであった。
６１重量％と融点８０°Ｃの有機化合物Ｈｉ−Ｍｉｃ−
１０７０を１７．５重量％配合した表１のナンバー６に
示すゴム組成物を用い、金属箔として厚さ５０μｍのア
ルミ箔を用い、粒度１２０の研磨紙を用いて実施例２と
同様に試料を作成した。出来上がった試料のエンボス金
属シートの厚さは１６０μｍ、ゴムコーティング後の総
厚さは１７０μｍ、ゴム層のちょう度は３５、熱伝導率
は０．５ｗ／ｍ−ｋであった。このシートを実施例２と
同様に２枚のアルミニウム板に挟み、これを１００°Ｃ
に加熱した後締めつけて、上記実施例と同様の評価を行
ったところ、ΔＴは４．０°Ｃ、テスターによる導電性
は２Ωであった。
【００３１】
【比較例１】ベースゴムにブチルゴムを用い、アルミナ
を７７重量％配合した表１のナンバー７に示すゴム組成
物を用い、金属箔として厚さ５０μｍのアルミ箔を用
い、粒度１２０の研磨紙を用いて実施例２と同様に試料
を作成した。出来上がった試料のエンボス金属シートの
厚さは１６０μｍ、ゴムコーティング後の総厚さは１８
０μｍでゴム層のちょう度は２５度であった。なお、ゴ
ム層の熱伝導率は１．０ｗ／ｍ−ｋであった。このシー
トを実施例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは１０
°Ｃと大きく、テスターによる導電性の測定では１００
０Ω以上と絶縁性を示した。この例ではゴム層のちょう
度が２５と硬かったために締めつけてもエンボス加工し
た金属シートの凸部と上下に配置したアルミニウム板と
の間が接触するまでに至らず、ΔＴも大きく、かつ導電
性も阻害されたものと考えられる。
を７７重量％配合した表１のナンバー７に示すゴム組成
物を用い、金属箔として厚さ５０μｍのアルミ箔を用
い、粒度１２０の研磨紙を用いて実施例２と同様に試料
を作成した。出来上がった試料のエンボス金属シートの
厚さは１６０μｍ、ゴムコーティング後の総厚さは１８
０μｍでゴム層のちょう度は２５度であった。なお、ゴ
ム層の熱伝導率は１．０ｗ／ｍ−ｋであった。このシー
トを実施例２と同様に評価を行ったところ、ΔＴは１０
°Ｃと大きく、テスターによる導電性の測定では１００
０Ω以上と絶縁性を示した。この例ではゴム層のちょう
度が２５と硬かったために締めつけてもエンボス加工し
た金属シートの凸部と上下に配置したアルミニウム板と
の間が接触するまでに至らず、ΔＴも大きく、かつ導電
性も阻害されたものと考えられる。
【００３２】
【表１】 トアアクロン−１：（株）トウペ製アクリルゴム トアアクロンＰＳ−２２０ トアアクロン−２：（株）トウペ製低分子量アクリルゴム トアアクロンＸＨ −２０２７Ｄ ＪＳＲ−０６５ ：日本合成ゴム製ブチルゴム クライナック３４５０：ポリサー社製ニトリル・ブタジエンゴム テトラックス５Ｔ：日石化学製ポリイソブチレン ポリブテンＨＶ−１００：日石化学製ポリブテン ブライトストック：日本石油製プロセスオイル Ｄ．Ｏ．Ｐ ：協和発酵製可塑剤 Ｈｉ−Ｍｉｃ−１０７０：日本精ろう製ワックス パイロキスマ５３０１：協和化学製疎水性酸化マグネシウム ＡＬ４３ＰＣ ：昭和電工製アルミナ
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の導電性と
熱伝導性を備えたシートは冷却すべき電子部品等やヒー
トシンクに接触させた際の追随性に優れ、電子部品等と
ヒートシンクとの優れた熱的、電気的接続を実現させる
ことができるものである。
熱伝導性を備えたシートは冷却すべき電子部品等やヒー
トシンクに接触させた際の追随性に優れ、電子部品等と
ヒートシンクとの優れた熱的、電気的接続を実現させる
ことができるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 博之 神奈川県平塚市東八幡５丁目１番５号 エ フコ株式会社内 Ｆターム(参考） 4F100 AA12B AA12C AA16B AA16C AA17B AA17C AA18B AA18C AA20B AA20C AB01A AB01B AB01C AB10A AB17A AH00B AH00C AK09B AK09C AK25B AK25C AK64B AK64C AL05B AL05C AN00B AN00C AR00D AR00E BA02 BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA10B BA10C BA10D BA10E BA13 CB00 DE01B DE01C EJ39 GB41 HB21A JA04B JA04C JA11B JA11C JA20A JG01 JJ01 JK02A JK13A JK13B JK13C JL13D JL13E YY00A YY00B YY00C 5F036 AA01 BB21 BD01 BD21
Claims (9)
- 【請求項１】 エンボス構造の軟質金属層とその片面ま
たは両面に設けたゴム層とからなることを特徴とする導
電性と熱伝導性を備えたシート。 - 【請求項２】 前記軟質金属層が引張強さ１００Ｎ／ｍ
ｍ2 以下の材質である請求項１記載の導電性と熱伝導性
を備えたシート。 - 【請求項３】 前記軟質金属層がアルミニウム材または
銅材で構成されている請求項１または２記載の導電性と
熱伝導性を備えたシート。 - 【請求項４】 前記軟質金属層が純度９９．９９％以上
の純Ａｌで構成されている請求項１または２記載の導電
性と熱伝導性を備えたシート。 - 【請求項５】 前記ゴム層が、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に
規定するちょう度が３０度以上である請求項１〜４のい
ずれかに記載の導電性と熱伝導性を備えたシート。 - 【請求項６】 前記ゴム層が、金属粉末、金属窒化物、
金属酸化物、結晶性シリカ、炭化硅素のいずれかを含む
熱伝導性充填剤を含有するゴム組成物で構成されている
請求項１〜５のいずれかに記載の導電性と熱伝導性を備
えたシート。 - 【請求項７】 前記ゴム層が、アクリルゴム、ブチルゴ
ム、エチレンプロピレンゴムから選ばれるゴムまたはこ
れらのブレンドゴムに、疎水化された酸化マグネシウム
粉末が５０〜８５重量％混合されてなるゴム組成物で構
成されている請求項１〜５のいずれかに記載の導電性と
熱伝導性を備えたシート。 - 【請求項８】 請求項６乃至７に記載のゴム組成物に更
に融点４０〜９０℃の有機化合物が２〜２０重量％配合
されている請求項１〜５のいずれかに記載の導電性と熱
伝導性を備えたシート。 - 【請求項９】 少なくとも片面側の前記ゴム層の表面に
粘着剤が被覆されている請求項１〜８のいずれかに記載
の導電性と熱伝導性を備えたシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01769999A JP4115024B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 導電性と熱伝導性を備えたシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01769999A JP4115024B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 導電性と熱伝導性を備えたシート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000211055A true JP2000211055A (ja) | 2000-08-02 |
| JP4115024B2 JP4115024B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=11951053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01769999A Expired - Fee Related JP4115024B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 導電性と熱伝導性を備えたシート |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001056719A1 (fr) * | 2000-02-01 | 2001-08-09 | Nok Corporation | Element metallique et procede de traitement de surface de celui-ci |
| JP2001284504A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Three M Innovative Properties Co | 熱伝導性シート用剥離フィルム及び熱伝導性シート |
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| JP2008501848A (ja) * | 2004-06-11 | 2008-01-24 | エルジー・ケム・リミテッド | 中空部を含む粘着シートおよびこれらの製造方法 |
| JP2008291220A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 熱伝導性フィルム |
| JP2010206073A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Fujitsu General Ltd | 半導体素子の放熱構造およびこれを備えた電子機器 |
| JP2013176979A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-09-09 | Nitto Denko Corp | 熱伝導性シート |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP01769999A patent/JP4115024B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001056719A1 (fr) * | 2000-02-01 | 2001-08-09 | Nok Corporation | Element metallique et procede de traitement de surface de celui-ci |
| US7195800B2 (en) | 2000-02-01 | 2007-03-27 | Nok Corporation | Metal part, and surface treating method thereof |
| US7354658B2 (en) | 2000-02-01 | 2008-04-08 | Nok Corporation | Oil seal |
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| US8067475B2 (en) | 2004-06-11 | 2011-11-29 | Lg Chem, Ltd. | Adhesive sheet comprising hollow parts and method for preparing the same |
| JP4855403B2 (ja) * | 2004-06-11 | 2012-01-18 | エルジー・ケム・リミテッド | 中空部を含む粘着シートおよびこれらの製造方法 |
| JP2008291220A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-12-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 熱伝導性フィルム |
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| JP2013176979A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-09-09 | Nitto Denko Corp | 熱伝導性シート |
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| JP4115024B2 (ja) | 2008-07-09 |
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