JP2000233452A

JP2000233452A - 熱伝導性シリコーンゲルシート

Info

Publication number: JP2000233452A
Application number: JP11034385A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Okada; 充彦岡田; Tomoya Tanzawa; 智弥丹沢; Tomoaki Uchiya; 智昭打矢; Fujita Adachi; 藤太足立
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】柔軟性があり、凹凸や曲面等の特殊な形状に
も追従可能であり、よって、高い密着性を保証すること
ができ、かつ、同時に、少なくとも２．０Ｗ／ｍ・ｋ以
上の高い熱伝導率を保証することができ、さらには、シ
ート成形時の加工性に優れた熱伝導性シートを提供する
こと。【解決手段】シリコーンゲルと、該シリコーンゲルに
混合せしめられた、比較的に大きな粒径を有する炭化珪
素粒子及び比較的に小さな粒径を有する窒化硼素粒子か
らなる充填材とを含んでなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱伝導性シートに関
し、さらに詳しく述べると、電子部品等の伝熱媒体とし
て有用な熱伝導性シリコーンゲルシートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子デバイス、パーソナル
コンピュータ等の各種のデバイスにおいて、それらに内
蔵される発熱性の電子部品やその他の部品（以下、「発
熱性部品」と呼ぶ）からの熱を逃出させるため、例えば
ヒートシンク、金属放熱板等の放熱体が取り付けられ、
また、発熱性部品と放熱体との間に介在させて伝熱媒体
として作用させるため、各種の熱伝導性シートがスペー
サとして用いられている。特に最近は、電子デバイス等
の高出力化などによる顕著な発熱に対応すべく、２．０
Ｗ／ｍ・ｋ以上の高い熱伝導率を示す伝熱スペーサが必
要になってきている。

【０００３】従来の熱伝導性シートの多くは、シリコー
ンゴムに熱伝導性を高める充填剤を配合したものであ
り、充填剤としては、例えば、アルミナ、シリカ（石
英）、窒化硼素、酸化マグネシウムなどが用いられてい
る。具体例を示すと、特開昭５６−８３７号公報は、無
機充填材とシリコーンゴム等の合成ゴムとを主成分とす
る放熱シートであって、無機充填材が、（Ａ）窒化硼素
ならびに（Ｂ）アルミナ、シリカ、マグネシア、亜鉛華
及び雲母の２成分からなることを特徴とする放熱シート
を開示している。また、特開平７−１１１３００号公報
は、１μｍ以上の厚みを有するボロンナイトライド粉末
をシリコーンゴムに存在させてなることを特徴とする絶
縁放熱シートを開示している。また、特開平７−１５７
６６４号公報は、シリコーンゴムに対し、窒化硼素と、
窒化硼素と同じ結晶構造をもつセラミック材料又は塩基
性金属酸化物とを少なくとも含み、かつ織布にコーティ
ングされていることを特徴とする熱伝導性シリコーンゴ
ムシートを開示している。さらに、特開平１０−２０４
２９５号公報は、（Ａ）特定のオルガノポリシロキサン
と、（Ｂ）窒化硼素粉末と、（Ｃ）フッ素変性シリコー
ン界面活性剤と、（Ｄ）硬化剤とを含むことを特徴とす
る、シートの成形に有用な熱伝導性シリコーンゴム組成
物を開示している。

【０００４】このような熱伝導性シリコーンゴムシート
は、シート自体が硬くて、発熱性部品もしくは放熱体に
凹凸や曲面等の特殊な形状がある場合にそれらの形状に
シートが追従できず、生じた空隙に原因して熱抵抗が増
加してしまうという問題がある。また、この空隙をなく
するためにゴムシートを強く押しつけたような場合に
は、繊細な電子部品等を過度に圧迫してしまい、機能上
のトラブルを引き起こすというような問題が発生する。

【０００５】最近では、複雑な形状を有する部品等にも
追従できるような高い密着性を得るため、シリコーンゴ
ムシートをより柔らかくすることも試みられている。例
えば、特開平１０−１８９８３８号公報は、例えば縮合
硬化型の液状シリコーンゲルのような縮合型ゲルをバイ
ンダとして使用して、これに、シリコーンオイルと、窒
化硼素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム等の熱伝導性フィラーとを添加し、常温でゲル状に硬
化していることを特徴とする、放熱シートとして有用な
熱伝導ゲルを開示している。しかし、この放熱シートの
場合、高い密着性が得られるけれども、その熱伝導率は
０．８〜１．１Ｗ／ｍ・ｋ程度であり、最近の要求に応
えるため、さらに高めることが必要である。しかし、高
い熱伝導率を得るために熱伝導性フィラーの充填率を増
加していくと、ゲル組成物の可塑性が低下し、加工性が
悪くなり、さらには硬化後に得られる放熱シートの強度
が低下するという問題が発生する。また、先に引用した
特開昭５６−８３７号公報に開示されているように２種
類の無機充填材、（Ａ）及び（Ｂ）の組み合わせをシリ
コーンゲルに充填したとしても、シート加工が可能な充
填率は最高でも４５％であり、高密着性と高熱伝導性と
をあわせて有する熱伝導性シートを提供することができ
ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
したような従来の技術の問題点を解決して、柔軟性があ
り、凹凸や曲面等の特殊な形状にも追従可能であり、よ
って、高い密着性を保証することができ、かつ、同時
に、少なくとも２．０Ｗ／ｍ・ｋ以上の高い熱伝導率を
保証することができ、さらには、シート成形時の加工性
に優れた熱伝導性シートを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、本発明
によれば、シリコーンゲルと、該シリコーンゲルに混合
せしめられた、比較的に大きな粒径を有する炭化珪素粒
子及び比較的に小さな粒径を有する窒化硼素粒子からな
る充填材とを含んでなることを特徴とする熱伝導性シリ
コーンゲルシートによって達成することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明による熱伝導性シリコーン
ゲルシートは、シリコーンゲルと、２種類の粒径及び材
質を異にする熱伝導性無機材料の粒子からなる充填材と
を組み合わせて含んでなることを特徴とする。本発明の
熱伝導性シートの主体を構成するシリコーンゲルは、充
填材粒子のバインダとして使用されるものであって、本
発明の効果に悪影響を及ぼさない限り、いかなるタイプ
のものでも使用することができる。具体的に説明する
と、本発明で使用することのできるシリコーンゲルは、
一般的に、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサ
ン及び珪素結合水素原子を有するオルガノポリシロキサ
ンを主成分として構成されるもので、付加反応硬化型シ
リコーン組成物として商業的に入手可能である。また、
このようなシリコーン組成物には１液型と２液型の２つ
のタイプが用意されており、１液型のシリコーン組成物
は加熱することで、２液型のシリコーン組成物は混合後
に加熱することで、それぞれ柔軟なゲルを提供すること
ができる。

【０００９】また、本発明のシリコーンゲルシートで
は、シリコーンゲルとともに用いられる充填材粒子は、
２種類の粒径及び材質を異にする熱伝導性無機材料の粒
子からなる。すなわち、一方の充填材粒子は、両者を比
較した場合に比表面積が小さく、すなわち、比較的に大
きな粒径を有する炭化珪素の粒子であり、他方の充填材
粒子は、炭化珪素の粒子に比較してより小さな粒径を有
する窒化硼素の粒子である。なお、「粒子」とは、それ
を本願明細書において使用した場合、広義で使用されて
おり、したがって、一般に粒子と呼ばれるもののほか、
粉末、粉体などと呼ばれるものも包含している。

【００１０】上記したような２種類の充填材粒子を組み
合わせて使用しかつそれらの粒子の配合比率を制御する
ことにより、それぞれの粒子の特性を十分に発現させる
ことができ、よって、シリコーンゲルの柔らかさを損な
うことなく、熱伝導率を高め、かつシート成形時の加工
性を向上させることができる。実際、このようにして得
られるシートは、従来のシリコーンゴム製の熱伝導性シ
ートと比較して格段に優れた柔軟性を示すことができ
る。また、これらの２種類の粒子をシリコーンゲル中に
分散させる時に、大きな炭化珪素の粒子の分布によって
粒子間に生じた間隙に小さな窒化硼素の粒子を埋め込む
ようにして緊密に充填することができるので、このよう
な面からも、熱伝導性の向上やその他の効果に大きく寄
与することができる。

【００１１】第１の充填材である炭化珪素の粒子は、従
来のシリコーンゴム製の熱伝導性シートにおいても充填
材として使用されていたものである。一般的には、工業
分野において研磨材として用いられているタイプの炭化
珪素の粒子を本発明の実施において有利に使用すること
ができる。炭化珪素粒子の形状は特に限定されるもので
はなく、例えば、球状、平板状などの粒子であることが
できる。また、かかる炭化珪素粒子の寸法は、所望とす
る効果や同時に使用する窒化硼素粒子の寸法などに応じ
て広く変更することができるというものの、通常、１〜
２００μｍの範囲であることが好ましく、さらに好まし
くは、１０〜１００μｍの範囲である。炭化珪素粒子
は、その他の充填材粒子に比較して比表面積が非常に小
さいので、これを窒化硼素粒子と組み合わせて使用した
場合、先にも説明したように充填材粒子の充填密度を最
高レベルに高め、かつ熱伝導率の顕著な向上も図ること
ができる。

【００１２】第２の充填材である窒化硼素の粒子も、従
来のシリコーンゴム製の熱伝導性シートにおいても充填
材として使用されていたものである。窒化硼素の粒子は
いろいろなタイプの粒子を包含するけれども、一般的に
は、その優れた熱伝導性の面から、六方晶の窒化硼素の
粒子を使用することが好ましい。窒化硼素粒子の形状は
特に限定されるものではなく、例えば、球状、平板状な
どの粒子であることができる。また、かかる窒化硼素粒
子の寸法は、所望とする効果や同時に使用する炭化珪素
粒子の寸法などに応じて広く変更することができるとい
うものの、通常、１〜２００μｍの範囲であることが好
ましく、さらに好ましくは、１０〜１００μｍの範囲で
ある。一例を示すと、炭化珪素粒子の寸法が例えば５０
μｍであるある場合、同時に使用する窒化硼素粒子の寸
法は、５０μｍを下回っており、例えば１０μｍ以上５
０μｍ未満であることが好ましい。なお、ここでいう
「粒径」は、いずれも平均値であり、粒径にはばらつき
があるという粒子の性格上、本発明の実施において、一
部には予め規定される寸法を外れる粒子が使用されても
よい。

【００１３】本発明の実施において、シリコーンゲルに
対する充填材の混合は、所望とする効果などに応じて充
填材の量をいろいろに変更して実施することができる。
一般的には、シリコーンゲルと充填材の混合比は、１０
０体積部のシリコーンゲルに対して充填材が９０〜１６
０体積部の量で混合されるような範囲であることが好ま
しく、さらに好ましくは、１００体積部のシリコーンゲ
ルに対して充填材が１００〜１５０体積部の量で混合さ
れるような範囲である。充填材の混合量が９０体積部を
下回るようになると、熱伝導率が低くなりすぎ、また、
反対に１６０体積部を上回るようになると、シリコーン
ゲルの原液と充填材の混合及びシート成形が極めて困難
になるばかりか、得られるシートも非常に脆くなり、実
使用に耐えられない。

【００１４】さらに、充填材粒子において、炭化珪素粒
子と窒化硼素粒子の混合比も、所望とする効果などに応
じて広く変更することができる。一般的には、１００体
積部の窒化硼素粒子に対して炭化珪素粒子が１００〜８
００体積部の量で混合されるような範囲であることが好
ましく、さらに好ましくは、１００体積部の窒化硼素粒
子に対して炭化珪素粒子が１５０〜７００体積部の量で
混合されるような範囲である。炭化珪素粒子の混合量が
１００体積部を下回るようになると、混合された充填材
粒子の比表面積が増大するために、シリコーンゲルに対
する充填材の最高充填率が低くなり、十分な熱伝導率が
得られなくなる。反対に、炭化珪素粒子の混合量が８０
０体積部を上回るようになると、熱伝導率の高い窒化硼
素粒子の混合比率が小さくなるため、十分な熱伝導率が
得られなくなる。

【００１５】本発明による熱伝導性シリコーンゲルシー
トは、通常、シリコーンゲルに対して充填材粒子を添加
し、混練することによって調製することができるが、必
要に応じて、熱伝導性シートにおいて常用の添加剤を適
量で添加してもよい。適当な添加剤として、例えば、界
面活性剤、難燃剤、ウィスカー、繊維状充填剤などを挙
げることができる。

【００１６】本発明の熱伝導性シリコーンゲルシート
は、通常、２．０Ｗ／ｍ・ｋもしくはそれ以上の高い熱
伝導率を示すことができる。これは、使用される発熱性
部品の放熱作用に依存するものであり、本発明者らは、
放熱性部品の要求を満たすためには２．０Ｗ／ｍ・ｋあ
るいはそれ以上の高い熱伝導率が必要であるという知見
を得、また、本発明ではこれが可能になった。

【００１７】また、本発明の熱伝導性シリコーンゲルシ
ートは、その使用目的や適用部位などに応じていろいろ
な厚さを有することができるというものの、通常、０．
０５〜５．０mmの範囲の厚さを有しているのが好まし
く、さらに好ましくは、０．１０〜４．０mmの範囲の厚
さを有している。シリコーンゲルシートの厚さが０．０
５mmを下回ると、発熱性部品と放熱体の間に空気を巻き
込み易く、結果として十分な放熱性を得ることができな
い。また、反対に５．０mmを上回ると、シートの熱抵抗
が大きくなり、放熱性が損なわれる結果となる。

【００１８】本発明による熱伝導性シリコーンゲルシー
トは、いろいろな技法を使用して製造することができ
る。好ましい一例を示すと、次のような手順でシリコー
ンゲルシートを製造することができる。まず、それぞれ
所定の粒径を有する充填材粒子を予め定められた量で用
意し、別に用意したシリコーンゲルの原液と混合する。
この混合に際しては、シリコーンゲル中に充填材粒子が
均一に分散し、練り込まれた状態となるまで、十分に混
練する。なお、混合物の粘度が非常に高くなるため、混
合装置としては、ニーダー、プラネタリーミキサー等の
混練装置を使用するのが好適である。

【００１９】次いで、得られた混合物をシートに成形加
工する。２枚のフィルムの間に混合物を挟みシート前駆
体を形成し、さらにこれを所望の厚さとなるように圧延
する。圧延の方法としては、いろいろな方法を採用する
ことができるけれども、例えば、シート前駆体を２対の
圧延ロールの間に案内してカレンダー成形する方法、あ
るいはプレス機で圧延する方法などを有利に使用するこ
とができる。最後に、得られたシートを適当な加熱装置
で加熱することによって、目的とするシリコーンゲルシ
ートを得ることができる。

【００２０】上記した製造プロセスにおいて、原料の添
加やその他の工程の順序は、得られるシートに対して悪
影響がでない限り、任意に変更することができる。ま
た、シート前駆体の形成の際に使用された２枚のフィル
ムは、好ましくは、そのまま残して、シリコーンゲルシ
ートの保護フィルムとして活用することができる。すな
わち、シリコーンゲルシートの両面のフィルムを剥離性
のあるフィルムとし、シートの使用の直前に剥離し、除
去するようにすれば、シートの取扱性や熱抵抗の面で好
適である。しかし、シートの取り付け時や使用時にシー
トの引っ張り強度が必要となるような場合には、シート
の片面あるいは両面とも剥離性を有しないフィルムを使
用してもよい。

【００２１】本発明の熱伝導性シリコーンゲルシート
は、自立のシートであり、したがって、そのままの状態
で伝熱媒体として有利に使用することができる。しか
し、もしも必要であるならば、このシリコーンゲルシー
トを支承基材と組み合わせて使用してもよい。適当な基
材としては、例えば、プラスチックシート、織布、不織
布、金属箔などを挙げることができる。

【００２２】

【実施例】引き続いて、本発明をその実施例及び比較例
について説明する。なお、以下において記載する「部」
は、特に断りのある場合を除いて、「体積部」を意味す
る。実施例１熱伝導性シリコーンゲルシートの調製：３０部の窒化硼
素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−
１」）及び９０部の炭化珪素粒子（平均粒径＝７５μ
ｍ、南鉱セラミックス社製「Ｐ＃２４０」）を入念に混
合して混合充填材粒子を調製した。次いで、１２０部の
混合充填材粒子と１００部のシリコーンゲル（東芝シリ
コーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）をニー
ダーに入れ、充填材粒子の均一な分散が目視で確認され
るまで入念に混練した。

【００２３】得られた混練物を、剥離処理を表面に施し
たポリエステルフィルム（厚さ５０μｍ）の上に、厚さ
２mmでナイフ塗工し、さらに、同じポリエステルフィル
ムで塗工液をカバーした。その後、得られたサンドイッ
チ構造体を２対のロール間を通してカレンダー成形し、
シート状の混練物の厚さを１mmとした。次いで、このシ
ートを１２０℃の温度で３０分間にわたって加熱し、完
全に硬化させた。シリコーンゲル中に炭化珪素粒子と窒
化硼素粒子が均一に分散せしめられた柔軟性に富むシリ
コーンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。熱伝導性シリコーンゲルシートの熱伝導率の測定：上記
のようにして調製した熱伝導性シリコーンゲルシートの
熱伝導率（Ｗ／ｍ・ｋ）を京都電子工業社製の迅速熱伝
導率計、ＱＴＭ−Ｄ３、を使用して測定したところ、下
記の第２表に記載するように、２．５２Ｗ／ｍ・ｋであ
ることが確認された。実施例２熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、下記の第２表に記載するように、原料として、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）２５部炭化珪素粒子（平均粒径＝７５μｍ、南鉱セラミックス社製「Ｐ＃２４０」）７５部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲル中に炭化珪素粒子と窒化硼
素粒子が均一に分散せしめられた柔軟性に富むシリコー
ンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。また、このシリ
コーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第２表に記載す
るように、２．０３Ｗ／ｍ・ｋであることが確認され
た。実施例３熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、下記の第２表に記載するように、原料として、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）２０部炭化珪素粒子（平均粒径＝７５μｍ、南鉱セラミックス社製「Ｐ＃２４０」）１００部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲル中に炭化珪素粒子と窒化硼
素粒子が均一に分散せしめられた柔軟性に富むシリコー
ンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。また、このシリ
コーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第２表に記載す
るように、２．１７Ｗ／ｍ・ｋであることが確認され
た。実施例４熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、下記の第２表に記載するように、原料として、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）３７．５部炭化珪素粒子（平均粒径＝７５μｍ、南鉱セラミックス社製「Ｐ＃２４０」）１１２．５部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲル中に炭化珪素粒子と窒化硼
素粒子が均一に分散せしめられた柔軟性に富むシリコー
ンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。また、このシリ
コーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第２表に記載す
るように、２．８１Ｗ／ｍ・ｋであることが確認され
た。伝導性シリコーンゲルシートの柔軟性の測定：前記実施
例１〜４において作製した熱伝導性シリコーンゲルシー
トのすぐれた柔軟性を具体的に評価するため、下記の手
順に従ってＪＩＳ−Ａ硬度を測定した。

【００２４】得られたシリコーンゲルシートを積層して
その厚みを１０mmとした。次いで、高分子計器社製のア
スカーゴム硬度計Ａ型を使用して、ＪＩＳ−Ａ硬度を測
定した。なお、本例の場合、積層シリコーンゴムシート
に硬度計を押し当てた直後の測定値（最大値）を硬度と
して採用した。得られた測定結果を下記の第１表に記載
する。なお、表中の「参考」の欄は、従来の熱伝導性シ
リコーンゴムシートのＪＩＳ−Ａ硬度を参考のために示
すためのものであり、ここでは、市販の熱伝導性シリコ
ーンゴム（東レダウコーニングシリコーン社製「製品番
号ＳＥ４４１０」）の製品仕様書に記載のデータを転載
してある。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記第１表に記載の測定結果から、本発明
による熱伝導性シリコーンゲルシートでは、従来のシリ
コーンゴムシートに比較してすぐれて良好な柔軟性が得
られることが明らかである。比較例１熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、下記の第２表に記載するように、原
料として、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）２２部炭化珪素粒子（平均粒径＝７５μｍ、南鉱セラミックス社製「Ｐ＃２４０」）６６部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲル中に炭化珪素粒子と窒化硼
素粒子が均一に分散せしめられたシリコーンゲルシート
（厚さ１mm）が得られた。このシリコーンゲルシートの
熱伝導率は、下記の第２表に記載するように、高々１．
７３Ｗ／ｍ・ｋであることが確認された。比較例２熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、下記の第２表に記載するように、原
料として、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）１２部炭化珪素粒子（平均粒径＝７５μｍ、南鉱セラミックス社製「Ｐ＃２４０」）１０８部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲル中に炭化珪素粒子と窒化硼
素粒子が均一に分散せしめられたシリコーンゲルシート
（厚さ１mm）が得られた。このシリコーンゲルシートの
熱伝導率は、下記の第２表に記載するように、高々１．
９０Ｗ／ｍ・ｋであることが確認された。

【００２７】

【表２】

【００２８】上記した第２表に記載の結果から理解され
るように、実施例１〜４では、いずれの場合にも２．０
Ｗ／ｍ・ｋを上回る高い熱伝導率を達成することがで
き、発熱性部品の伝熱用スペーサとして使用した場合、
部品からの熱を隣接して配置された放熱体に効果的に伝
達することができ、部品の温度を速やかに十分に下げる
ことが可能である。

【００２９】これに対して、比較例１では、充填材の混
合量が９０部以下であるため、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ
・ｋに達することができず、満足のいく放熱効果を得る
ことができない。同様に、比較例２では、１００部の窒
化硼素に対して炭化珪素の量が９００部であり、上限の
８００部を上回ってしまったので、熱伝導率が２．０Ｗ
／ｍ・ｋに達することができず、満足のいく放熱効果を
得ることができない。比較例３熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、炭化珪素粒子の使用を省略し、その
代わりに、下記の第３表に記載するように、原料とし
て、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）１０．１部アルミナ粉末（平均粒径＝７０μｍ、日本軽金属社製「Ａ−２１」）３０．３部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲルは、得られる混練物がシー
ト成形可能な粘度となる量で添加した。シリコーンゲル
中に窒化硼素粒子とアルミナ粉末が均一に分散せしめら
れたシリコーンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。こ
のシリコーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第３表に
記載するように、高々０．９２Ｗ／ｍ・ｋであることが
確認された。比較例４熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、炭化珪素粒子の使用を省略し、その
代わりに、下記の第３表に記載するように、原料とし
て、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）１３．３部シリカ粉末（平均粒径＝２．５μｍ、丸釜釜戸社製「ＳＰ−３」）３９．９部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲルは、得られる混練物がシー
ト成形可能な粘度となる量で添加した。シリコーンゲル
中に窒化硼素粒子とシリカ粉末が均一に分散せしめられ
たシリコーンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。この
シリコーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第３表に記
載するように、高々１．２７Ｗ／ｍ・ｋであることが確
認された。比較例５熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、炭化珪素粒子の使用を省略し、その
代わりに、下記の第３表に記載するように、原料とし
て、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）２０．４部酸化マグネシウム（マグネシア）粉末６１．２部（平均粒径＝２０μｍ、協和化学工業社製「３３２０」）シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲルは、得られる混練物がシー
ト成形可能な粘度となる量で添加した。シリコーンゲル
中に窒化硼素粒子とマグネシア粉末が均一に分散せしめ
られたシリコーンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。
このシリコーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第３表
に記載するように、高々１．００Ｗ／ｍ・ｋであること
が確認された。比較例６熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、炭化珪素粒子の使用を省略し、その
代わりに、下記の第３表に記載するように、原料とし
て、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）１２．８部亜鉛華粉末（平均粒径＝２０μｍ、中国産）３８．４部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲルは、得られる混練物がシー
ト成形可能な粘度となる量で添加した。シリコーンゲル
中に窒化硼素粒子と亜鉛華粉末が均一に分散せしめられ
たシリコーンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。この
シリコーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第３表に記
載するように、高々１．１３Ｗ／ｍ・ｋであることが確
認された。比較例７熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、炭化珪素粒子の使用を省略し、その
代わりに、下記の第３表に記載するように、原料とし
て、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）１３．０部マイカ粉末（平均粒径＝６０μｍ、レプコ社製「Ｍ−２００」）３９．０部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲルは、得られる混練物がシー
ト成形可能な粘度となる量で添加した。シリコーンゲル
中に窒化硼素粒子とマイカ粉末が均一に分散せしめられ
たシリコーンゲルシート（厚さ１mm）が得られた。この
シリコーンゲルシートの熱伝導率は、下記の第３表に記
載するように、高々１．０７Ｗ／ｍ・ｋであることが確
認された。比較例８熱伝導性シリコーンゲルシートの調製及び熱伝導率の測
定：前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の
場合、比較のため、炭化珪素粒子の使用を省略し、窒化
硼素粒子のみを充填材として使用した。すなわち、本例
の場合、下記の第３表に記載するように、原料として、窒化硼素粒子（平均粒径＝１０μｍ、水島合金鉄社製「ＨＰ−１」）３７．７部シリコーンゲル（東芝シリコーン社製、品番「ＴＳＥ３０７０Ａ及びＢ」）１００部を使用した。シリコーンゲルは、得られる混練物がシー
ト成形可能な粘度となる量で添加した。シリコーンゲル
中に窒化硼素粒子が均一に分散せしめられたシリコーン
ゲルシート（厚さ１mm）が得られた。このシリコーンゲ
ルシートの熱伝導率は、下記の第３表に記載するよう
に、高々１．４２Ｗ／ｍ・ｋであることが確認された。

【００３０】

【表３】

【００３１】上記した第３表に記載の結果から理解され
るように、比較例３〜７では、充填材として、充填材１
（窒化硼素）と充填材２（炭化珪素以外の無機充填材）
の組み合わせを使用しているが、充填材２のいずれも炭
化珪素よりも比表面積が大きいため、シリコーンゲル中
における充填率が低くなっている。その結果、いずれの
場合にも２．０Ｗ／ｍ・ｋに達する熱伝導率を達成する
ことができず、発熱性部品の伝熱用スペーサとして使用
した場合、部品からの熱を隣接して配置された放熱体に
効果的に伝達することができない。

【００３２】また、窒化硼素粒子を単独で使用した比較
例８でも、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・ｋに達することが
できず、満足のいく放熱効果を得ることができない。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、柔軟性があり、凹凸や曲面等の特殊な形状にも追従
可能であり、よって、高い密着性を保証することがで
き、かつ、同時に、少なくとも２．０Ｗ／ｍ・ｋ以上の
高い熱伝導率を保証することができ、さらには、シート
成形時の加工性に優れた熱伝導性シートを提供すること
ができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 83/04 Ｃ０８Ｌ 83/04 // Ｂ２９Ｋ 83:00 (72)発明者打矢智昭神奈川県相模原市南橋本３−８−８住友スリーエム株式会社内 (72)発明者足立藤太神奈川県相模原市南橋本３−８−８住友スリーエム株式会社内Ｆターム(参考） 4F070 AA60 AC11 AC22 AE01 AE30 FA01 FB06 FC02 FC06 4F071 AA67 AB26 AB27 AD02 AF44 AH12 BA03 BB02 BC01 BC17 4F213 AA33 AA45 AB11 AB16 AC04 AC06 AE10 AG01 AH33 WA32 WA58 WA67 WA87 WB01 WB02 WF24 4J002 CP041 DJ006 DK007 FD016 FD017 GQ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコーンゲルと、該シリコーンゲルに
混合せしめられた、比較的に大きな粒径を有する炭化珪
素粒子及び比較的に小さな粒径を有する窒化硼素粒子か
らなる充填材とを含んでなることを特徴とする熱伝導性
シリコーンゲルシート。
【請求項２】前記シリコーンゲルと前記充填材の混合
比が、１００体積部の前記シリコーンゲルに対して前記
充填材が９０〜１６０体積部の量で混合されるような範
囲であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性シ
リコーンゲルシート。
【請求項３】前記充填材中における炭化珪素粒子及び
窒化硼素粒子の混合比が、１００体積部の前記窒化硼素
粒子に対して前記炭化珪素粒子が１００〜８００体積部
の量で混合されるような範囲であることを特徴とする請
求項１又は２に記載の熱伝導性シリコーンゲルシート。