JP2001068312A - 電波吸収熱伝導シート - Google Patents
電波吸収熱伝導シートInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノイズ電波吸収と、発生した熱を吸収し外部
へ導く高い熱伝導性の両方の性質を備えた電波吸収熱伝
導シートを提供すること 【解決手段】 粘着性の表面を持つことで粘着材等の部
材を仲介せずに直にＣＰＵ２等の半導体素子とヒートシ
ンク３の間に実装可能な電波吸収熱伝導シート１は、耐
熱温度が１５０℃以上でゴム硬度５０以下となる軟質性
シートである。シートが軟らかいことで、電子回路に実
装したときの装着部での密着度が良好になるため、半導
体素子から発する熱や電磁波の吸収が良好となる。さら
に、液状シリコーン樹脂１００重量部と、軟磁性粉体３
００重量部と、非磁性無機物粉体１００重量部の割合で
電波吸収熱伝導シート１を構成することで、特に１００
〜数ＧＨｚにおける電波吸収性が高くて、熱伝導性が良
好な電波吸収熱伝導シートとなる。
へ導く高い熱伝導性の両方の性質を備えた電波吸収熱伝
導シートを提供すること 【解決手段】 粘着性の表面を持つことで粘着材等の部
材を仲介せずに直にＣＰＵ２等の半導体素子とヒートシ
ンク３の間に実装可能な電波吸収熱伝導シート１は、耐
熱温度が１５０℃以上でゴム硬度５０以下となる軟質性
シートである。シートが軟らかいことで、電子回路に実
装したときの装着部での密着度が良好になるため、半導
体素子から発する熱や電磁波の吸収が良好となる。さら
に、液状シリコーン樹脂１００重量部と、軟磁性粉体３
００重量部と、非磁性無機物粉体１００重量部の割合で
電波吸収熱伝導シート１を構成することで、特に１００
〜数ＧＨｚにおける電波吸収性が高くて、熱伝導性が良
好な電波吸収熱伝導シートとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波吸収熱伝導シ
ートに関するもので、より具体的には電子回路内の熱や
ノイズを除去するための構造の改良に関する。
ートに関するもので、より具体的には電子回路内の熱や
ノイズを除去するための構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ，家電製品，自動車，産業
用機器等の各種機器は、その機器の各機能の制御に半導
体素子を用いた電子回路が組み込まれている。そして、
電子回路をデジタル化することでより一層の高速な処理
能力を備えた回路が考案されている。この高速処理化に
ともない、周囲に対する放射ノイズ対策や、自己が発生
する電磁波の干渉を受ける機内電波干渉によるノイズ対
策が必要となる。また、ＣＰＵを代表とする半導体素子
は、高温度となるので、その放熱対策の重要性も今まで
以上に増してきた。
用機器等の各種機器は、その機器の各機能の制御に半導
体素子を用いた電子回路が組み込まれている。そして、
電子回路をデジタル化することでより一層の高速な処理
能力を備えた回路が考案されている。この高速処理化に
ともない、周囲に対する放射ノイズ対策や、自己が発生
する電磁波の干渉を受ける機内電波干渉によるノイズ対
策が必要となる。また、ＣＰＵを代表とする半導体素子
は、高温度となるので、その放熱対策の重要性も今まで
以上に増してきた。
【０００３】そこで従来のノイズ対策としては、例え
ば、特開平７−２１２０７９号に示されるように、導電
性支持体の表面に絶縁性軟磁性体層を積層し、さらに、
その絶縁性磁性体層の表面に誘電体層を形成した構造の
電波吸収体がある。絶縁性軟磁性体層は、有機結合剤で
軟磁性体粉末を固めたものである。この電波吸収体を、
ノイズ対策の対象となる半導体素子等の上に置くことに
なる。
ば、特開平７−２１２０７９号に示されるように、導電
性支持体の表面に絶縁性軟磁性体層を積層し、さらに、
その絶縁性磁性体層の表面に誘電体層を形成した構造の
電波吸収体がある。絶縁性軟磁性体層は、有機結合剤で
軟磁性体粉末を固めたものである。この電波吸収体を、
ノイズ対策の対象となる半導体素子等の上に置くことに
なる。
【０００４】また、放熱対策としては、例えば特開平９
−１１１１２４号に示されるように、平均粒子径が０．
１〜５０μｍである１０〜９０重量％のシリカ微粉末
と、平均粒子径が０．１〜５μｍ（但し、５μｍを除
く）である９０〜１０重量％のアルミナ微粉末からなる
熱伝導性充填材を、４０〜９０重量％含有して形成する
熱伝導性シリコーンゴム組成物がある。そして、付加反
応硬化型または縮合反応硬化型の硬化機構により組成物
を硬化させたシリコーンゴムを、放熱対策の対象となる
半導体素子等に取り付けるようになっている。
−１１１１２４号に示されるように、平均粒子径が０．
１〜５０μｍである１０〜９０重量％のシリカ微粉末
と、平均粒子径が０．１〜５μｍ（但し、５μｍを除
く）である９０〜１０重量％のアルミナ微粉末からなる
熱伝導性充填材を、４０〜９０重量％含有して形成する
熱伝導性シリコーンゴム組成物がある。そして、付加反
応硬化型または縮合反応硬化型の硬化機構により組成物
を硬化させたシリコーンゴムを、放熱対策の対象となる
半導体素子等に取り付けるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７−２
１２０７９号や特開平９−１１１１２４号に示される発
明では、放射ノイズや機内障害に対する対策と、半導体
素子の放熱対策のどちらにも最適な対策を行うような発
明ではなかった。
１２０７９号や特開平９−１１１１２４号に示される発
明では、放射ノイズや機内障害に対する対策と、半導体
素子の放熱対策のどちらにも最適な対策を行うような発
明ではなかった。
【０００６】すなわち、特開平７−２１２０７９号の発
明は、ノイズ対策は一応できるものの、熱伝導性が十分
でなく、ＣＰＵ等の放熱対策が必要とされる半導体素子
への装着は困難である。一方、特開平９−１１１１２４
号の発明では、シリコーン中の充填材が電波吸収に寄与
する物質ではなく電波吸収による放射ノイズの低減は見
込めない。
明は、ノイズ対策は一応できるものの、熱伝導性が十分
でなく、ＣＰＵ等の放熱対策が必要とされる半導体素子
への装着は困難である。一方、特開平９−１１１１２４
号の発明では、シリコーン中の充填材が電波吸収に寄与
する物質ではなく電波吸収による放射ノイズの低減は見
込めない。
【０００７】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、半導体素子のノイズ対策として必要とされる電波吸
収性と、半導体等素子で発生した熱を吸収し外部へ導く
高い熱伝導性の両方の性質を備えた電波吸収熱伝導シー
トを提供することにある。
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、半導体素子のノイズ対策として必要とされる電波吸
収性と、半導体等素子で発生した熱を吸収し外部へ導く
高い熱伝導性の両方の性質を備えた電波吸収熱伝導シー
トを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る電波吸収熱伝導シートでは、シリ
コーン系樹脂に軟磁性粉体を混合して成形された軟質性
シートから構成するようにした（請求項１）。この構成
では、シリコーン系樹脂中に充填された軟磁性粉体によ
って、ＤＣ〜２０ＧＨｚまでの広い周波数帯域で高い複
素透磁率（μ´−ｊμ″）が得られるようになる。特
に、１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚにおいては複素透磁率の虚
数項（μ″）が大きくなる。
ために、本発明に係る電波吸収熱伝導シートでは、シリ
コーン系樹脂に軟磁性粉体を混合して成形された軟質性
シートから構成するようにした（請求項１）。この構成
では、シリコーン系樹脂中に充填された軟磁性粉体によ
って、ＤＣ〜２０ＧＨｚまでの広い周波数帯域で高い複
素透磁率（μ´−ｊμ″）が得られるようになる。特
に、１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚにおいては複素透磁率の虚
数項（μ″）が大きくなる。
【０００９】この複素透磁率の虚数項（μ″）は、高周
波インピーダンスの抵抗成分（Ｒ）と比例関係にあり、
虚数項（μ″）が増加するにつれ電磁エネルギーは熱に
変換されやすくなる。このように熱に変換することによ
り、電波ノイズが吸収される。
波インピーダンスの抵抗成分（Ｒ）と比例関係にあり、
虚数項（μ″）が増加するにつれ電磁エネルギーは熱に
変換されやすくなる。このように熱に変換することによ
り、電波ノイズが吸収される。
【００１０】また、シリコーン系樹脂は他の樹脂と比較
して高い熱伝導性と耐熱性を持つが、有機物に比べ高い
熱伝導性を有する軟磁性粉体と混合することで、本発明
のシートは、シリコーン樹脂単体の熱伝導率より高くな
る。
して高い熱伝導性と耐熱性を持つが、有機物に比べ高い
熱伝導性を有する軟磁性粉体と混合することで、本発明
のシートは、シリコーン樹脂単体の熱伝導率より高くな
る。
【００１１】従って、本発明の電波吸収熱伝導シートを
半導体素子等の対象物品の表面に接触させると、対象物
品から発生する熱は、電波吸収熱伝導シートにより吸熱
され、シート内を熱伝導し、熱が外部に放出される。そ
して、例えばヒートシンク等の放熱部品と対象物品の間
に本発明の電波吸収熱伝導シートを介在させると、対象
物品から発生する熱を効率よく放熱部品に伝達させるこ
とができ、放熱効果が向上する。
半導体素子等の対象物品の表面に接触させると、対象物
品から発生する熱は、電波吸収熱伝導シートにより吸熱
され、シート内を熱伝導し、熱が外部に放出される。そ
して、例えばヒートシンク等の放熱部品と対象物品の間
に本発明の電波吸収熱伝導シートを介在させると、対象
物品から発生する熱を効率よく放熱部品に伝達させるこ
とができ、放熱効果が向上する。
【００１２】また、対象物品から放出される電波ノイズ
は、電波吸収熱伝導シート内で吸収されるため、外部に
漏れ出ないし、内部反射もしない。もちろん、外部から
の電波ノイズも電波吸収熱伝導シートで吸収されるの
で、対象物品にノイズが混入することも抑制される。
は、電波吸収熱伝導シート内で吸収されるため、外部に
漏れ出ないし、内部反射もしない。もちろん、外部から
の電波ノイズも電波吸収熱伝導シートで吸収されるの
で、対象物品にノイズが混入することも抑制される。
【００１３】さらに、軟質性シートとしたため、本発明
の電波吸収熱伝導シートを対象物品の表面に対し、相対
的に押し付けるようにして接触させた場合、その表面形
状に沿って軟質シートの表面（接着面）も変形し、隙間
なく密着する。従って、接触面での熱抵抗が少なく上記
した熱吸収にともなう放熱対策がより顕著に発揮する。
このことは、電波ノイズの吸収においても同様のことが
言える。
の電波吸収熱伝導シートを対象物品の表面に対し、相対
的に押し付けるようにして接触させた場合、その表面形
状に沿って軟質シートの表面（接着面）も変形し、隙間
なく密着する。従って、接触面での熱抵抗が少なく上記
した熱吸収にともなう放熱対策がより顕著に発揮する。
このことは、電波ノイズの吸収においても同様のことが
言える。
【００１４】前記軟磁性粉体は、フェライト系軟磁性粉
体，金属系軟磁性粉体の少なくとも一方を用いることが
できる（請求項２）。このように構成すると、熱伝導率
が向上する。そして、フェライト系軟磁性粉体を用いた
場合には、体積抵抗率が１０ １１Ω・ｃｍ以上と高く、
絶縁特性を必要とする場合有効であり、また、誘電率が
小さいため電波の反射が小さくなる。金属系軟磁性粉体
の場合は、フェライト系軟磁性粉体と比べ体積抵抗率が
低く、電波の反射は大きくなる。よって、要求される仕
様等に応じて適宜の材質を選択することになる。
体，金属系軟磁性粉体の少なくとも一方を用いることが
できる（請求項２）。このように構成すると、熱伝導率
が向上する。そして、フェライト系軟磁性粉体を用いた
場合には、体積抵抗率が１０ １１Ω・ｃｍ以上と高く、
絶縁特性を必要とする場合有効であり、また、誘電率が
小さいため電波の反射が小さくなる。金属系軟磁性粉体
の場合は、フェライト系軟磁性粉体と比べ体積抵抗率が
低く、電波の反射は大きくなる。よって、要求される仕
様等に応じて適宜の材質を選択することになる。
【００１５】好ましくは、前記金属系軟磁性粉体が、パ
ーマロイ、センダスト、ケイ素鋼、パーメンジュール、
純鉄、磁性ステンレス鋼のいずれか１つ以上であって、
その形状が、球形または偏平状粒子形状から構成するこ
とである（請求項３）。
ーマロイ、センダスト、ケイ素鋼、パーメンジュール、
純鉄、磁性ステンレス鋼のいずれか１つ以上であって、
その形状が、球形または偏平状粒子形状から構成するこ
とである（請求項３）。
【００１６】金属系軟磁性粉体はフェライト系軟磁性粉
体に比べて、高い透磁率を有し且つその粉体粒子形状を
調節しやすいので、電波吸収熱伝導シートは所定の周波
数帯域においてより一層の高い複素透磁率の虚数項
（μ″）を示すことができる。特に偏平状粒子形状の場
合、偏平状にした金属系軟磁性粉体をシートの面方向に
配向させる事により、面方向の反磁場の影響を抑制し、
所定の周波数で高い複素透磁率の虚数項（μ″）が得ら
れる。
体に比べて、高い透磁率を有し且つその粉体粒子形状を
調節しやすいので、電波吸収熱伝導シートは所定の周波
数帯域においてより一層の高い複素透磁率の虚数項
（μ″）を示すことができる。特に偏平状粒子形状の場
合、偏平状にした金属系軟磁性粉体をシートの面方向に
配向させる事により、面方向の反磁場の影響を抑制し、
所定の周波数で高い複素透磁率の虚数項（μ″）が得ら
れる。
【００１７】さらに、前記軟質性シートの表面が、粘着
性を有するとよい（請求項４）。このように構成する
と、シリコーン樹脂自身の粘着性により粘着材を使わず
に対象物品の表面へ実装できるようになる。また、粘着
材を使う必要がなくなると、回路基板上のノイズ発信源
となる対象物品に電波吸収熱伝導シートを直に接触させ
ることができるので、ノイズの吸収性が向上する。
性を有するとよい（請求項４）。このように構成する
と、シリコーン樹脂自身の粘着性により粘着材を使わず
に対象物品の表面へ実装できるようになる。また、粘着
材を使う必要がなくなると、回路基板上のノイズ発信源
となる対象物品に電波吸収熱伝導シートを直に接触させ
ることができるので、ノイズの吸収性が向上する。
【００１８】さらに、導電性シートの両面或いは片面
に、前記軟質性シートを設けるように構成するとよい
（請求項５）。このように構成すると、導電性シートに
より電波のシールド効果が向上し、放射ノイズを遮蔽し
て外部に漏らさないようにする場合に有効となる。導電
性シートのみでもシールド効果は得られるが、電波の反
射が大きくなり対象物品に反射波が悪影響を与えたり、
対象物品からの放射のイズが導電性シートにて再放射さ
れる等の問題を引き起こす。
に、前記軟質性シートを設けるように構成するとよい
（請求項５）。このように構成すると、導電性シートに
より電波のシールド効果が向上し、放射ノイズを遮蔽し
て外部に漏らさないようにする場合に有効となる。導電
性シートのみでもシールド効果は得られるが、電波の反
射が大きくなり対象物品に反射波が悪影響を与えたり、
対象物品からの放射のイズが導電性シートにて再放射さ
れる等の問題を引き起こす。
【００１９】ここで、導電性シートは、例えば金属箔，
金属メッシュ，金属メッキされた樹脂メッシュ，導電性
不織布，導電性織布，導電性粉（カーボン粉や金属粉
等）を混入した樹脂等からなる。
金属メッシュ，金属メッキされた樹脂メッシュ，導電性
不織布，導電性織布，導電性粉（カーボン粉や金属粉
等）を混入した樹脂等からなる。
【００２０】また、前記導電性シートが、軟磁性金属か
らなるように構成するとよい（請求項６）。このように
構成すると、上記した電波吸収熱伝導シート内の導電性
シートにより低周波帯域（１ＭＨｚ以下）でのシールド
特性が向上する。
らなるように構成するとよい（請求項６）。このように
構成すると、上記した電波吸収熱伝導シート内の導電性
シートにより低周波帯域（１ＭＨｚ以下）でのシールド
特性が向上する。
【００２１】さらにまた、前記軟質性シートに、非磁性
無機物粉体を混合してなるように構成するとよい（請求
項７）。この非磁性無機物粉体としては、例えばＡｌ２
Ｏ３，ＺｎＯ，ＭｎＯ等があり、この非磁性無機物粉体
は、シリコーン樹脂に比べて高い熱伝導性を備えるの
で、これらを電波吸収熱伝導シート内に混ぜると電波吸
収熱伝導シートの熱伝導率が向上する。
無機物粉体を混合してなるように構成するとよい（請求
項７）。この非磁性無機物粉体としては、例えばＡｌ２
Ｏ３，ＺｎＯ，ＭｎＯ等があり、この非磁性無機物粉体
は、シリコーン樹脂に比べて高い熱伝導性を備えるの
で、これらを電波吸収熱伝導シート内に混ぜると電波吸
収熱伝導シートの熱伝導率が向上する。
【００２２】＊用語の定義 「軟質性シート」とは、対象物品の表面に押し付けた際
に弾性変形し、シート表面が対象物品の表面形状に沿っ
た形状に変形するような軟らかさを持つシートである。
そして、対象物品から離した場合に、元のシート形状に
戻るような弾性復元力は必ずしも有している必要はな
い。そして、一例としては、ゴム硬度で評価すると５０
以下のものが該当する。もちろん、このゴム硬度は目安
であり、それ以上のものでも上記の特性を有していれば
よい。
に弾性変形し、シート表面が対象物品の表面形状に沿っ
た形状に変形するような軟らかさを持つシートである。
そして、対象物品から離した場合に、元のシート形状に
戻るような弾性復元力は必ずしも有している必要はな
い。そして、一例としては、ゴム硬度で評価すると５０
以下のものが該当する。もちろん、このゴム硬度は目安
であり、それ以上のものでも上記の特性を有していれば
よい。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る電波吸収熱
伝導シートの第１の実施の形態を示している。同図に示
すように、本形態の電波吸収熱伝導シート１は、外観形
状は、平板状のシート片からなる軟質性シート１ａから
構成されている。そして、この軟質性シート１ａは、液
状シリコーン樹脂に軟磁性粉体を混合して形成する。軟
磁性粉体としては、フェライト系軟磁性粉体や金属系軟
磁性粉体のいずれでもよいし、両者を混合してもよい。
そして、フェライト系軟磁性粉体としては、Ｍｎ−Ｚｎ
系フェライト，Ｎｉ系フェライト，Ｍｇ−Ｚｎ系フェラ
イトなど各種のものを用いることができる。そして、Ｎ
ｉ系フェライトを用いると熱伝導が最もよくなるので、
好ましい。
伝導シートの第１の実施の形態を示している。同図に示
すように、本形態の電波吸収熱伝導シート１は、外観形
状は、平板状のシート片からなる軟質性シート１ａから
構成されている。そして、この軟質性シート１ａは、液
状シリコーン樹脂に軟磁性粉体を混合して形成する。軟
磁性粉体としては、フェライト系軟磁性粉体や金属系軟
磁性粉体のいずれでもよいし、両者を混合してもよい。
そして、フェライト系軟磁性粉体としては、Ｍｎ−Ｚｎ
系フェライト，Ｎｉ系フェライト，Ｍｇ−Ｚｎ系フェラ
イトなど各種のものを用いることができる。そして、Ｎ
ｉ系フェライトを用いると熱伝導が最もよくなるので、
好ましい。
【００２４】また、混合する比率としては、液状シリコ
ーン樹脂１００重量部に対し、軟磁性粉体の混合量は１
００重量部〜９００重量部の範囲で調節してよく、好ま
しくは、軟磁性粉体の混合量は２００重量部〜４００重
量部とすることである。
ーン樹脂１００重量部に対し、軟磁性粉体の混合量は１
００重量部〜９００重量部の範囲で調節してよく、好ま
しくは、軟磁性粉体の混合量は２００重量部〜４００重
量部とすることである。
【００２５】さらに、熱伝導率を向上させることを目的
に熱導電性の高いＡｌ２Ｏ３等の非磁性無機物粉体を混
合してもよい。なお、この非磁性無機物粉体は、Ａｌ２
Ｏ３に限られることはなく、熱導電性の高い酸化亜鉛、
酸化銅等の酸化物粉体や金属粉体を用いてもよい。
に熱導電性の高いＡｌ２Ｏ３等の非磁性無機物粉体を混
合してもよい。なお、この非磁性無機物粉体は、Ａｌ２
Ｏ３に限られることはなく、熱導電性の高い酸化亜鉛、
酸化銅等の酸化物粉体や金属粉体を用いてもよい。
【００２６】さらにまた、軟質性シート１ａの表面は、
ベトベトとした粘着性を有するようにしている。このよ
うに粘着性を持たせるには、例えば硬化後、粘性を有す
るようなシリコーン樹脂を選定するか、硬化剤（加硫
剤）の添加量を調節することにより形成できる。
ベトベトとした粘着性を有するようにしている。このよ
うに粘着性を持たせるには、例えば硬化後、粘性を有す
るようなシリコーン樹脂を選定するか、硬化剤（加硫
剤）の添加量を調節することにより形成できる。
【００２７】このような構成成分を持つ電波吸収熱伝導
シート１は、ゴム硬度を５０以下で熱伝導率を０．５ｗ
／ｍ・ｋ以上とし、耐熱温度が１５０℃以上となる電波
吸収熱伝導シートにできる。
シート１は、ゴム硬度を５０以下で熱伝導率を０．５ｗ
／ｍ・ｋ以上とし、耐熱温度が１５０℃以上となる電波
吸収熱伝導シートにできる。
【００２８】図２は、本発明の第２の実施の形態を示し
ている。本実施の形態では、金属箔、金属メッシュ等の
導電性シート１ｂをその両側から挟み込むように軟質性
シート１ａを装着している。このように電波吸収熱伝導
シートを構成すると、ノイズ吸収性や熱伝導率が向上す
るうえ、電子回路内の一部のチップから発生した電磁波
が他のチップへ回り込んで機器内電磁干渉（機内障害）
を起こしにくくなることが確かめられている。
ている。本実施の形態では、金属箔、金属メッシュ等の
導電性シート１ｂをその両側から挟み込むように軟質性
シート１ａを装着している。このように電波吸収熱伝導
シートを構成すると、ノイズ吸収性や熱伝導率が向上す
るうえ、電子回路内の一部のチップから発生した電磁波
が他のチップへ回り込んで機器内電磁干渉（機内障害）
を起こしにくくなることが確かめられている。
【００２９】導電性シート１ｂは、上記以外にも、導電
性不織布、導電性織布、導電性粉を混入した樹脂等を適
用してよく、導電性粉にはカーボン粉や金属粉等を用い
ると良い。また、これらの導電性シートとして軟磁性金
属や樹脂に軟磁性粉体を混合したものを用いると、低周
波（１ＭＨｚ以下）でその硬化が向上する。
性不織布、導電性織布、導電性粉を混入した樹脂等を適
用してよく、導電性粉にはカーボン粉や金属粉等を用い
ると良い。また、これらの導電性シートとして軟磁性金
属や樹脂に軟磁性粉体を混合したものを用いると、低周
波（１ＭＨｚ以下）でその硬化が向上する。
【００３０】次に、上記した各電波吸収熱伝導シート１
の実際の使用状態を説明する。一例としては、図３に示
すように、電波吸収熱伝導シート１を、ＣＰＵ２の表面
に配し、ＣＰＵ２とヒートシンク３の間の隙間に介在さ
せている。
の実際の使用状態を説明する。一例としては、図３に示
すように、電波吸収熱伝導シート１を、ＣＰＵ２の表面
に配し、ＣＰＵ２とヒートシンク３の間の隙間に介在さ
せている。
【００３１】このように構成すると、ＣＰＵ２等の半導
体部品の表面や、ヒートシンク３の接続面に接触する電
波吸収熱伝導シート１の両面は、それぞれ接続する面に
隙間なく密着する。よって、接続部分での熱抵抗が小さ
く、ＣＰＵ２で発生する熱は、効率よくヒートシンク３
に伝達され、放熱される。
体部品の表面や、ヒートシンク３の接続面に接触する電
波吸収熱伝導シート１の両面は、それぞれ接続する面に
隙間なく密着する。よって、接続部分での熱抵抗が小さ
く、ＣＰＵ２で発生する熱は、効率よくヒートシンク３
に伝達され、放熱される。
【００３２】また、ＣＰＵ２から発生する高周波ノイズ
も、このように密着する電波吸収熱伝導シート１で吸収
されるため、放射ノイズとして外部に飛散することを可
及的に抑制できる。
も、このように密着する電波吸収熱伝導シート１で吸収
されるため、放射ノイズとして外部に飛散することを可
及的に抑制できる。
【００３３】図４は、半導体チップ４を載せた基板５を
ケース６中に収納した電子部品に電波吸収熱伝導シート
１を実装したときの様子を示している。電波吸収熱伝導
シート１は軟質性の平板状シートであり、その表面は粘
着性を示すようになっているので、半導体チップ４等の
上面４ａとケース６の間に置くだけで、固定される。つ
まり、粘着テープ等の接続部材を必要としない構成にな
っている。
ケース６中に収納した電子部品に電波吸収熱伝導シート
１を実装したときの様子を示している。電波吸収熱伝導
シート１は軟質性の平板状シートであり、その表面は粘
着性を示すようになっているので、半導体チップ４等の
上面４ａとケース６の間に置くだけで、固定される。つ
まり、粘着テープ等の接続部材を必要としない構成にな
っている。
【００３４】また、このように半導体チップ４と電子回
路を梱包するケース６の隙間を封鎖することで、ある半
導体チップから発生した電磁波が他の半導体チップへ回
り込むことによる機内障害の発生を抑制しやすくなる。
特に、電波吸収熱伝導シートと、半導体チップ４等が密
着しているので、両者間に形成される間隙を介してノイ
ズが伝播することもなく、確実にノイズの伝播を抑制で
きる。
路を梱包するケース６の隙間を封鎖することで、ある半
導体チップから発生した電磁波が他の半導体チップへ回
り込むことによる機内障害の発生を抑制しやすくなる。
特に、電波吸収熱伝導シートと、半導体チップ４等が密
着しているので、両者間に形成される間隙を介してノイ
ズが伝播することもなく、確実にノイズの伝播を抑制で
きる。
【００３５】さらにまた、ケース６を金属で構成する
と、そのケース６がヒートシンクの機能も発揮し、放熱
効果も期待できる。なお、仮に、ケース６がヒートシン
クの機能がない場合であっても、半導体チップ４等から
発生した熱は、電波吸収熱伝導シート１の厚み方向に進
むため、隣接する素子に上記発生した熱が伝播すること
を可及的に抑制できる（空気中を伝播するものに比べ
て）。
と、そのケース６がヒートシンクの機能も発揮し、放熱
効果も期待できる。なお、仮に、ケース６がヒートシン
クの機能がない場合であっても、半導体チップ４等から
発生した熱は、電波吸収熱伝導シート１の厚み方向に進
むため、隣接する素子に上記発生した熱が伝播すること
を可及的に抑制できる（空気中を伝播するものに比べ
て）。
【００３６】以下に、本実施の形態の電波吸収熱伝導シ
ートの製造工程を簡単に説明する。液状シリコーン樹脂
と軟磁性粉体を混合機により均一混合する。このとき、
熱伝導率を向上させることを目的に熱導電性の高いＡｌ
２Ｏ３等を混合するようにしてもよい。
ートの製造工程を簡単に説明する。液状シリコーン樹脂
と軟磁性粉体を混合機により均一混合する。このとき、
熱伝導率を向上させることを目的に熱導電性の高いＡｌ
２Ｏ３等を混合するようにしてもよい。
【００３７】混合機は密閉されたステンレス製チャンバ
ー内で、ミキシング用の羽を回転させて混合を行う。混
合時には混合機内を大気圧よりも低圧にして液状シリコ
ーン樹脂内に気泡が入らないように注意して行う。ま
た、軟磁性粉体がフェライトの場合には、液状シリコー
ン樹脂とフェライトからなる混合物の混合粘度調節のた
め、混合物の温度を４０〜１００℃でコントロールする
ことが好ましい。
ー内で、ミキシング用の羽を回転させて混合を行う。混
合時には混合機内を大気圧よりも低圧にして液状シリコ
ーン樹脂内に気泡が入らないように注意して行う。ま
た、軟磁性粉体がフェライトの場合には、液状シリコー
ン樹脂とフェライトからなる混合物の混合粘度調節のた
め、混合物の温度を４０〜１００℃でコントロールする
ことが好ましい。
【００３８】混合機としては、３本ロールミルや加圧ニ
ーダ、二軸式混練機等を用いることが可能である。但
し、二軸押し出し混練機は連続混合が可能となり生産性
は向上するが、液状シリコーン樹脂とフェライト粉体と
の分散性が十分ではなく、前もって簡易混練を行う必要
がある。
ーダ、二軸式混練機等を用いることが可能である。但
し、二軸押し出し混練機は連続混合が可能となり生産性
は向上するが、液状シリコーン樹脂とフェライト粉体と
の分散性が十分ではなく、前もって簡易混練を行う必要
がある。
【００３９】混練の終わった混合物をドクターブレード
法によりＰＥＴフィルム上に１ｍｍ厚で塗工する。塗工
後は、加熱硬化させて完成させる。また、第２の実施の
形態を製造するには、ドクターブレード法で塗工する途
中または塗工後に、予め用意しておいた導電性シート材
を塗工されたシ−トの間に挟み込む。
法によりＰＥＴフィルム上に１ｍｍ厚で塗工する。塗工
後は、加熱硬化させて完成させる。また、第２の実施の
形態を製造するには、ドクターブレード法で塗工する途
中または塗工後に、予め用意しておいた導電性シート材
を塗工されたシ−トの間に挟み込む。
【００４０】なお、偏平形状の金属系軟磁性粉体を用い
る場合、１回の塗工の厚みを０．１ｍｍ以下に刻みなが
ら積層する。つまり、金属系軟磁性粉体を面方向に配向
させながら塗工して所定の厚さにする。このように面方
向に配向することにより、シートの厚み方向における金
属系磁性粉体の投影面積を大きく確保でき、電波吸収機
能を向上させる。
る場合、１回の塗工の厚みを０．１ｍｍ以下に刻みなが
ら積層する。つまり、金属系軟磁性粉体を面方向に配向
させながら塗工して所定の厚さにする。このように面方
向に配向することにより、シートの厚み方向における金
属系磁性粉体の投影面積を大きく確保でき、電波吸収機
能を向上させる。
【００４１】ところで、このように製造された電波吸収
熱伝導シートの熱伝導率は、比較的発熱量が小さな箇所
に用いる場合、０．５ｗ／ｍｋ以上あるように形成でき
れば良く、発熱量が大きい実装箇所への適用に際しては
１．０ｗ／ｍｋ以上とし、好ましくは１．５ｗ／ｍｋ以
上にするのが良い。
熱伝導シートの熱伝導率は、比較的発熱量が小さな箇所
に用いる場合、０．５ｗ／ｍｋ以上あるように形成でき
れば良く、発熱量が大きい実装箇所への適用に際しては
１．０ｗ／ｍｋ以上とし、好ましくは１．５ｗ／ｍｋ以
上にするのが良い。
【００４２】＊実験結果 図５は、構成成分やその混合量が異なるサンプルＡ〜Ｄ
のゴム硬度と熱伝導率を示し、図６はそれらのサンプル
の電波吸収特性を各周波数ごとの微少アンテナ間の結合
減衰レベル（ｄＢ）として示した。
のゴム硬度と熱伝導率を示し、図６はそれらのサンプル
の電波吸収特性を各周波数ごとの微少アンテナ間の結合
減衰レベル（ｄＢ）として示した。
【００４３】全てのサンプル中のシリコーン樹脂量は１
００重量部で統一してあり、サンプルＡはＭｎ―Ｚｎ系
フェライト粉体を４００重量部含み、サンプルＢはＭｎ
―Ｚｎ系フェライト粉体を６００重量部含んでいる。サ
ンプルＣはＭｎ―Ｚｎ系フェライト粉体を３００重量部
以外にＡｌ２Ｏ３粉体を１００重量部含んでいる。ま
た、サンプルＤは、Ｎｉ―Ｚｎ系フェライト粉体を４０
０重量部含んでいる。但し、上記のサンプルにはいずれ
も導電性シートは用いていない。
００重量部で統一してあり、サンプルＡはＭｎ―Ｚｎ系
フェライト粉体を４００重量部含み、サンプルＢはＭｎ
―Ｚｎ系フェライト粉体を６００重量部含んでいる。サ
ンプルＣはＭｎ―Ｚｎ系フェライト粉体を３００重量部
以外にＡｌ２Ｏ３粉体を１００重量部含んでいる。ま
た、サンプルＤは、Ｎｉ―Ｚｎ系フェライト粉体を４０
０重量部含んでいる。但し、上記のサンプルにはいずれ
も導電性シートは用いていない。
【００４４】図５に示すように、軟磁性粉体として用い
たフェライト粉体の含有量が３００〜４００重量部にお
いて特にゴム硬度が低くなっている。なお、同図に示す
サンプル以外の実験結果から、軟磁性粉体の量が９００
重量部以上の場合、液状シリコーン樹脂等の樹脂マトリ
クスに混合することが困難となることがわかった。
たフェライト粉体の含有量が３００〜４００重量部にお
いて特にゴム硬度が低くなっている。なお、同図に示す
サンプル以外の実験結果から、軟磁性粉体の量が９００
重量部以上の場合、液状シリコーン樹脂等の樹脂マトリ
クスに混合することが困難となることがわかった。
【００４５】一方、軟磁性粉体が１００重量部以下の場
合、複素透磁率が低下しすぎて必要な電波吸収性能が得
られないことがわかった。そこで、実施の形態の製造工
程を示す説明に記したように、液状シリコーン樹脂１０
０重量部に対する軟磁性粉体の混合量を１００〜９００
重量部の範囲とした。
合、複素透磁率が低下しすぎて必要な電波吸収性能が得
られないことがわかった。そこで、実施の形態の製造工
程を示す説明に記したように、液状シリコーン樹脂１０
０重量部に対する軟磁性粉体の混合量を１００〜９００
重量部の範囲とした。
【００４６】また、サンプルＡやサンプルＤとゴム硬度
は殆ど変わらないにもかかわらず、サンプルＣの熱伝導
率は非磁性無機物粉体であるＡｌ２Ｏ３粉体が含まれる
ことで、他のサンプルより熱伝導率が高まっていること
がわかる。各種の実験により、非磁性無機物粉体を加え
ることで、ゴム硬度や結合減衰レベルを悪くすることな
く熱伝導率を１．５ｗ／ｍ・ｋ程度まで簡単に上げられ
ることが確認されている。なお、本実施の形態のような
電波吸収熱伝導シートを必要とするユーザーが求める熱
伝導率は、部材にもよるが、０．５〜１．５ｗ／ｍ・ｋ
程度である。
は殆ど変わらないにもかかわらず、サンプルＣの熱伝導
率は非磁性無機物粉体であるＡｌ２Ｏ３粉体が含まれる
ことで、他のサンプルより熱伝導率が高まっていること
がわかる。各種の実験により、非磁性無機物粉体を加え
ることで、ゴム硬度や結合減衰レベルを悪くすることな
く熱伝導率を１．５ｗ／ｍ・ｋ程度まで簡単に上げられ
ることが確認されている。なお、本実施の形態のような
電波吸収熱伝導シートを必要とするユーザーが求める熱
伝導率は、部材にもよるが、０．５〜１．５ｗ／ｍ・ｋ
程度である。
【００４７】図４に示すように、各サンプルに軟磁性粉
体としてフェライト粉体を混ぜると電子機器の機内障害
に対して良好な磁気特性を示すようになる。同図に示す
ように、０〜１０００（ＭＨｚ）のいずれの帯域でもＣ
ＰＵ等の半導体チップのノイズ対策に十分なレベルの電
磁波ノイズを吸収している。
体としてフェライト粉体を混ぜると電子機器の機内障害
に対して良好な磁気特性を示すようになる。同図に示す
ように、０〜１０００（ＭＨｚ）のいずれの帯域でもＣ
ＰＵ等の半導体チップのノイズ対策に十分なレベルの電
磁波ノイズを吸収している。
【００４８】この特性は、特に１００〜数ＧＨｚにわた
って、ＣＰＵ等の半導体チップ等からなる電子回路のノ
イズ対策として良好なノイズ吸収特性を示すことがわか
っている。しかも、吸収した電磁波の持つ電磁エネルギ
ーは熱に変換されるが、上記サンプルはシリコーン樹脂
を母体としているため他の樹脂を用いた電波吸収熱伝導
シートに比べて高い熱伝導性と耐熱性を有する。
って、ＣＰＵ等の半導体チップ等からなる電子回路のノ
イズ対策として良好なノイズ吸収特性を示すことがわか
っている。しかも、吸収した電磁波の持つ電磁エネルギ
ーは熱に変換されるが、上記サンプルはシリコーン樹脂
を母体としているため他の樹脂を用いた電波吸収熱伝導
シートに比べて高い熱伝導性と耐熱性を有する。
【００４９】なお、同図に示すように、軟磁性粉体の量
が多いほど、結合減衰レベルは大きくなっているが、前
述したように、金属系軟磁性粉体とフェライト粉体等を
混ぜあわせたり、粒子形を適時変更することで、特定の
周波数においてさらに良好な結合減衰レベルを得られる
ようになる。
が多いほど、結合減衰レベルは大きくなっているが、前
述したように、金属系軟磁性粉体とフェライト粉体等を
混ぜあわせたり、粒子形を適時変更することで、特定の
周波数においてさらに良好な結合減衰レベルを得られる
ようになる。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る電波吸収熱
伝導シートでは、請求項１の構成により、ＣＰＵ等の発
熱量の多い半導体チップ表面への実装において、密着性
を向上させつつ、そこから伝わる熱を外部へ効率よく伝
える熱伝導性を持つことができる。また、高い複素透磁
率によって、半導体素子を実装する電子回路内の電磁波
を広帯域にわたって吸収できる電波吸収性を備えた上
に、このようなチップから発生する電磁波ノイズを直に
吸収して効率よく熱に変えることができるので良好なノ
イズ対策を行える。
伝導シートでは、請求項１の構成により、ＣＰＵ等の発
熱量の多い半導体チップ表面への実装において、密着性
を向上させつつ、そこから伝わる熱を外部へ効率よく伝
える熱伝導性を持つことができる。また、高い複素透磁
率によって、半導体素子を実装する電子回路内の電磁波
を広帯域にわたって吸収できる電波吸収性を備えた上
に、このようなチップから発生する電磁波ノイズを直に
吸収して効率よく熱に変えることができるので良好なノ
イズ対策を行える。
【００５１】請求項２のようにすると、フェライト系の
場合、熱伝導性と絶縁特性の高い電波吸収熱伝導シート
が得られる。金属系の場合は、高い熱伝導性と高い電波
吸収性を備えた電波吸収熱伝導シートが得られる。請求
項３のようにすると、所望の周波数帯域の電磁波吸収性
の高い電波吸収熱伝導シートが得られる。
場合、熱伝導性と絶縁特性の高い電波吸収熱伝導シート
が得られる。金属系の場合は、高い熱伝導性と高い電波
吸収性を備えた電波吸収熱伝導シートが得られる。請求
項３のようにすると、所望の周波数帯域の電磁波吸収性
の高い電波吸収熱伝導シートが得られる。
【００５２】請求項４のように、表面を粘着性にする
と、実装される電子機器内の半導体チップ等と電波吸収
熱伝導シートの密着性が向上することから、それらのチ
ップから発生する熱を外部に伝えたり電磁波を吸収しや
すい電波吸収熱伝導シートが得られる。請求項５のよう
にすると、ノイズのシールド特性が向上する。
と、実装される電子機器内の半導体チップ等と電波吸収
熱伝導シートの密着性が向上することから、それらのチ
ップから発生する熱を外部に伝えたり電磁波を吸収しや
すい電波吸収熱伝導シートが得られる。請求項５のよう
にすると、ノイズのシールド特性が向上する。
【００５３】請求項６のようにすると、低周波帯でのシ
ールド効果が更に向上する。また、請求項７のように構
成すると、熱伝導性がさらに向上した電波吸収熱伝導シ
ートが得られる。
ールド効果が更に向上する。また、請求項７のように構
成すると、熱伝導性がさらに向上した電波吸収熱伝導シ
ートが得られる。
【図１】本発明に係る電波吸収熱伝導シートの第１の実
施の形態を示す斜視図である。
施の形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係る電波吸収熱伝導シート
の第２の実施の形態を示す分解斜視図である。（ｂ）
は、本発明に係る電波吸収熱伝導シートの第２の実施の
形態を示す正面図である。
の第２の実施の形態を示す分解斜視図である。（ｂ）
は、本発明に係る電波吸収熱伝導シートの第２の実施の
形態を示す正面図である。
【図３】本発明に係る電波吸収熱伝導シートの実施の形
態を電子回路に実装した状態を示す正面図である。
態を電子回路に実装した状態を示す正面図である。
【図４】本発明に係る電波吸収熱伝導シートの実施の形
態を別の電子回路に実装した状態を示す断面図である。
態を別の電子回路に実装した状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る電波吸収熱伝導シートの実施の形
態にとって最適な構成成分を求めるために行った実験結
果の一部を示す図である。
態にとって最適な構成成分を求めるために行った実験結
果の一部を示す図である。
【図６】本発明に係る電波吸収熱伝導シートの実施の形
態にとって最適な構成成分を求めるために行った別の実
験結果の一部を示す図である。
態にとって最適な構成成分を求めるために行った別の実
験結果の一部を示す図である。
１ 電波吸収熱伝導シート １ａ 軟質性シート １ｂ 導電性シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近田 淳二 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 小野 博章 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 寺西 学 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 Ｆターム(参考） 5E040 AA11 AA19 AB03 BB01 BB05 CA13 5E041 AA01 AA02 AA04 AA05 AA07 AA11 AA19 AB01 AB02 BB01 BB05 CA10 5E321 BB32 BB44 BB53 CC16 GG05 GG07 GG11 GH03
Claims (7)
- 【請求項１】 シリコーン系樹脂に軟磁性粉体を混合し
て成形された軟質性シートからなることを特徴とする電
波吸収熱伝導シート。 - 【請求項２】 前記軟磁性粉体は、フェライト系軟磁性
粉体，金属系軟磁性粉体の少なくとも一方であることを
特徴とする請求項１に記載の電波吸収熱伝導シート。 - 【請求項３】 前記金属系軟磁性粉体が、パーマロイ、
センダスト、ケイ素鋼、パーメンジュール、純鉄、磁性
ステンレス鋼のいずれか１つ以上であって、その形状
が、球形または偏平状粒子形状からなることを特徴とす
る請求項２に記載の電波吸収熱伝導シート。 - 【請求項４】 前記軟質性シートの表面が、粘着性を有
することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に
記載の電波吸収熱伝導シート。 - 【請求項５】 導電性シートの両面或いは片面に、前記
軟質性シートを設けたことを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項に記載の電波吸収熱伝導シート。 - 【請求項６】 前記導電性シートが、軟磁性金属からな
ることを特徴とする請求項５に記載の電波吸収熱伝導シ
ート。 - 【請求項７】 前記軟質性シートに、非磁性無機物粉体
を混合してなることを特徴とする請求項１〜６のいずれ
か１項に記載の電波吸収熱伝導シート。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24058099A JP2001068312A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 電波吸収熱伝導シート |
| PCT/JP2000/005641 WO2001016968A1 (fr) | 1999-08-26 | 2000-08-23 | Feuille absorbant la chaleur et le rayonnement thermique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24058099A JP2001068312A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 電波吸収熱伝導シート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068312A true JP2001068312A (ja) | 2001-03-16 |
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ID=17061642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24058099A Pending JP2001068312A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 電波吸収熱伝導シート |
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| JP (1) | JP2001068312A (ja) |
| WO (1) | WO2001016968A1 (ja) |
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| JP2002374092A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Polymatech Co Ltd | 放熱性電波吸収体 |
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| KR100734236B1 (ko) | 2005-08-05 | 2007-07-02 | 치앙 천-리앙 판 | 연자석 구조 |
| WO2009144939A1 (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | 戸田工業株式会社 | ノイズ抑制シート |
| WO2010004996A1 (ja) | 2008-07-10 | 2010-01-14 | アルプス電気株式会社 | 熱伝導性ノイズ抑制シート |
| JP2010165868A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Three M Innovative Properties Co | ゲル状組成物 |
| US7805163B2 (en) | 2005-08-04 | 2010-09-28 | Casio Hitachi Mobile Communications Co., Ltd. | Mobile communication terminal, computer-readable recording medium, and computer data signal |
| JP2013526775A (ja) * | 2010-05-10 | 2013-06-24 | コリア インスティチュ−ト オブ マシナリ− アンド マテリアルズ | 広帯域電磁気波吸収体及びその製造方法 |
| KR20180124867A (ko) | 2016-03-25 | 2018-11-21 | 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 | 전자파 흡수 열전도 시트, 전자파 흡수 열전도 시트의 제조 방법 및 반도체 장치 |
| US10631397B1 (en) | 2018-10-25 | 2020-04-21 | Seiko Epson Corporation | Printed circuit board, electronic device and heat conduction sheet |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3608612B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2005-01-12 | 信越化学工業株式会社 | 電磁波吸収性熱伝導組成物及び熱軟化性電磁波吸収性放熱シート並びに放熱施工方法 |
| US20090213548A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Kempers Roger S | Thermally conductive periodically structured gap fillers and method for utilizing same |
| WO2012166122A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Aavid Thermalloy, Llc | Heat sink mount with positionable heat sinks |
| CN112300501A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-02 | 深圳市鸿富诚屏蔽材料有限公司 | 一种导热吸波相变复合材料制备方法及复合材料 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6089902A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-20 | Tdk Corp | 電波吸収体材料 |
-
1999
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