JP2001214075A

JP2001214075A - 高熱伝導性シート用組成物、高熱伝導性シート、高熱伝導性シートの製造方法および高熱伝導性シートを用いた放熱構造

Info

Publication number: JP2001214075A
Application number: JP2000027738A
Authority: JP
Inventors: Takeo Hara; 武生原; Shinichiro Iwanaga; 永伸一郎岩; Hozumi Sato; 藤穂積佐
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【解決手段】高熱伝導性シート用組成物は、硬化また
は半硬化状態のバインダー２中に、表面に磁性体を付着
させた炭素繊維３が、該高熱伝導性シート１の厚み方向
に配向していることを特徴とする。高熱伝導性シート１
の製造方法は、該シート状組成物に、厚み方向に磁場を
作用させて、該シート状組成物の厚み方向に表面に磁性
体を付着させた炭素繊維３を配向させつつ、該シート状
組成物を硬化または半硬化させることを特徴とする。【効果】高熱伝導性シートは、厚み方向の異方熱伝導
性が高く、半導体素子または半導体パッケージなどの発
熱体から効率よく除熱することができ、しかも耐熱性、
耐久性、機械的強度に優れ、その上発熱体との密着性に
も優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高熱伝導性シート
用組成物、高熱伝導性シート、高熱伝導性シートの製造
方法および高熱伝導性シートを用いた放熱構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気機器あるいは電子機器のさらなる高
性能化に伴い、半導体素子の電極数が増加し、半導体素
子が高消費電力化する傾向にあり、電子部品から発熱す
る熱をさらに効率よく放熱することが重要となってい
る。従来より、半導体パッケージあるいは半導体からの
放熱を効率よく行うため、半導体パッケージなどに放熱
機構を設けて放熱するか、あるいは半導体素子を搭載す
る配線基板から放熱を行う試みがなされていた。たとえ
ば、半導体パッケージの放熱は、一般に、発熱体の本体
表面から自然対流やユニット内に設けたファンによる強
制対流によって行われていたが、この方式では半導体パ
ッケージの機能が向上するに伴って発熱量が増加すると
放熱作用が不十分となり、半導体パッケージの性能低下
などを確実に防止することはできないという問題があっ
た。また、半導体パッケージの表面に放熱体を圧接し、
対流による放熱性を向上させる方式も提供されている
が、この方式では半導体パッケージと放熱体との圧接面
における接触面積が隙間の発生によって小さくなり、放
熱作用を設計通りに発揮するには問題があった。このた
め、たとえば、半導体パッケージに放熱体を接合する場
合では、半導体パッケージと放熱体との間に熱伝導性を
有する樹脂シートなどを挟み込み、半導体パッケージと
放熱体とを密着させながら、放熱を有効に行うことが行
われている。また、たとえば半導体素子とこれに接触す
るヒートスプレッダとの接合においては、高熱伝導性の
接着剤を間に介在させて、半導体素子とヒートスプレッ
ダとの接着を維持しながら、半導体素子からの放熱を図
ることが行われている。

【０００３】このような、半導体素子または半導体パッ
ケージと放熱体との間に介在させる高熱伝導化のための
樹脂組成物等として、たとえば、特開平５−３２６９１
６号公報では、粘土状熱硬化接着型のシリコーンゴムシ
ートが用いられているが、このシリコーンゴムシートは
半導体素子の高消費電力化に対応するには熱伝導率の点
で充分ではないという問題点があった。また、高熱伝導
率化のため、シリコーンゴムなどの樹脂シート中に熱伝
導率の高い金属粒子をランダムに分散させることも行わ
れ、さらに高熱伝導率を向上させるため、金属粒子を樹
脂シート中に高分散・高充填化する試みもなされてい
る。しかしながら、金属粒子を高分散化・高充填化して
も、熱がランダム方向に拡散するため、半導体素子と放
熱体との間の熱伝導率は充分に向上しないという問題点
があるほか、金属粒子を高充填化するため樹脂シートの
引張強さ、弾力性が低下したり、成形加工性も低下する
ことがあるなどの問題があった。

【０００４】そこで、本発明者らは、上記問題を解決す
べく鋭意研究し、硬化または半硬化状態にあるバインダ
ー中に、表面に磁性体を付着させた炭素繊維が、高熱伝
導性シートの厚み方向に配向している高熱伝導性シート
を用いれば、該高熱伝導性シートの厚み方向の異方熱伝
導性が大幅に向上することを見出すとともに、該高熱伝
導性シートは、耐熱性、耐久性および機械的強度に優
れ、しかも発熱体との密着性にも優れていることを見出
し、本願発明を完成するに至った。

【０００５】また、本発明者らは、上記のような厚み方
向の高熱伝導率を与える高熱伝導性シート用組成物を見
出すとともに、高熱伝導性シートの簡便な製造方法を見
出した。さらに本発明者らは、高熱伝導性シートを用い
た放熱構造を見出し、本願発明を完成するに至った。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、高熱伝導性シ
ートの厚み方向の異方熱伝導性が高く、耐熱性、耐久
性、機械的強度および発熱体との密着性に優れた高熱伝
導性シートおよびその製造方法を提供することを目的と
している。また、本発明は、このような高熱伝導性シー
トを製造しうるような高熱伝導性シート用組成物を提供
することを目的としている。さらに本発明は、このよう
な高熱伝導性シートを用いた放熱構造を提供することを
目的としている。

【０００７】

【発明の概要】本発明に係る高熱伝導性シート用組成物
は、バインダーと表面に磁性体を付着させた炭素繊維を
含有することを特徴としている。本発明に係る高熱伝導
性シートは、バインダー中に、表面に磁性体を付着させ
た炭素繊維が、高熱伝導性シートの厚み方向に配向して
いることを特徴としている。この炭素繊維は、アスペク
ト比が２〜１００であることが好ましい。さらに、前記
表面に磁性体を付着させた炭素繊維が、高熱伝導性シー
トの全体積中に合計２〜７０容量％の量で含まれること
が好ましい。また、前記バインダーは、シリコーンゴム
またはエポキシ樹脂であることが好ましい。本発明に係
る、硬化または半硬化状態のバインダーに、表面に磁性
体を付着させた炭素繊維が、高熱伝導性シートの厚み方
向に配向してなる高熱伝導性シートの製造方法は、前記
高熱伝導性シート用組成物をシート状に形成し、このシ
ート状組成物に、その厚み方向に磁場を作用させて、表
面に磁性体を付着させた炭素繊維を該シート状組成物の
厚み方向に配向させつつ、該シート状組成物を硬化また
は半硬化させることを特徴としている。

【０００８】本発明に係る高熱伝導性シートを用いた放
熱構造は、発熱体と、放熱部材または回路基板とが、前
記高熱伝導性シートを介して接合されていることを特徴
としている。前記発熱体は、半導体素子または半導体パ
ッケージであることが好ましい。

【０００９】

【発明の具体的説明】以下本発明に係る高熱伝導性シー
ト用組成物、高熱伝導性シート、高熱伝導性シートの製
造方法および高熱伝導性シートを用いた放熱構造につい
てより具体的に説明する。［高熱伝導性シート用組成物］本発明に係る高熱伝導性
シート用組成物は、バインダーと、表面に磁性体を付着
させた炭素繊維とを含有することを特徴としている。さ
らに、本発明に係る高熱伝導性シート用組成物は、所望
によりその他の添加物を含有していてもよい。以下に、
まず、高熱伝導性シート用組成物について説明する。＜バインダー＞本発明に係るバインダーとしては、熱可
塑性または熱硬化性のゴム状重合体あるいは樹脂状重合
体のいずれでも使用可能で、また、必要に応じて不飽和
二重結合を有する反応性モノマーが添加されていてもよ
い。

【００１０】このようなゴム状重合体としては、具体的
には、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、Ｓ
ＢＲ，ＮＢＲなどの共役ジエン系ゴムおよびこれらの水
素添加物、スチレンブタジエンジエンブロック共重合
体、スチレンイソプレンブロック共重合体などのブロッ
ク共重合体およびこれらの水素添加物、クロロプレン、
ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロルヒドリ
ンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレン共重合
体、エチレンプロピレンジエン共重合体などが挙げられ
る。これらのうち、成形加工性、耐候性、耐熱性などの
点から、特にシリコーンゴムが好ましい。

【００１１】ここでシリコーンゴムについてさらに詳細
に説明する。シリコーンゴムとしては、液状シリコーン
ゴムを用いることが好ましい。液状シリコーンゴムは、
縮合型、付加型などのいずれであってもよい。具体的に
はジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルビニルシ
リコーン生ゴムあるいはそれらがビニル基やヒドロキシ
ル基などの官能基を含有したものなどを挙げることがで
きる。

【００１２】本発明に係る樹脂状重合体としては、具体
的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂などが使用可能である。こ
のうち、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。エポキ
シ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有
するものが好ましく、たとえば、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの樹
脂状重合体は単独で、あるいは混合して用いられる。

【００１３】不飽和二重結合を有する反応性モノマーと
しては、ヒドロキシスチレン、イソプロペニルフェノー
ル、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレ
ン、クロロスチレン、ｐ−メトキシスチレンなどの芳香
族ビニル化合物、ビニルピロリドン、ビニルカプロラク
タムなどのヘテロ原子含有脂環式ビニル化合物、アクリ
ロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノ基含有ビ
ニル化合物が挙げられ、これらは単独であるいは混合し
て用いられる。

【００１４】不飽和二重結合を有する反応性モノマーと
しては、さらに（メタ）アクリルアミド化合物および
（メタ）アクリル酸エステルも使用することができる。
（メタ）アクリルアミド化合物としては、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミ
ドなどが挙げられ、これらは単独であるいは混合して用
いられる。

【００１５】（メタ）アクリル酸エステル類としては、
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレ
ート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシ
ル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル
（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アク
リレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソ
ボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル
（メタ）アクリレートなどが挙げられ、これらは単独で
あるいは混合して用いられる。＜表面に磁性体を付着させた炭素繊維＞本発明に係る
「表面に磁性体を付着させた炭素繊維」は、炭素繊維の
表面に磁性体が付着された炭素繊維である。

【００１６】このような炭素繊維は、バインダーよりも
高い熱伝導性を示す炭素繊維であれば特に限定されな
い。また、このような炭素繊維としては、たとえば、原
料の種類によって、セルロース系、ＰＡＮ系、ピッチ系
などの炭素繊維のうちから選択することができるが、本
発明においては、良好な熱伝導性の観点からピッチ系の
炭素繊維を用いることが好ましい。ピッチ系の炭素繊維
のうち、高い熱伝導性を示すものであれば異方性炭素繊
維または等方性炭素繊維のいずれも使用することができ
る。

【００１７】本発明に係る炭素繊維は、一般に知られて
いる方法によって調製することができ、また、市販の炭
素繊維を用いることができる。炭素繊維の直径は、好ま
しくは５〜５００μｍ、さらに好ましくは１０〜２００
μｍである。本発明で用いる炭素繊維の長さは特に限定
されないが、高熱伝導性シート中で厚み方向に配向し
て、高熱伝導性シートの伝熱性を高めることができるよ
うな長さであることが好ましい。また、このような炭素
繊維のアスペクト比は、２〜１００であることが好まし
く、さらに好ましくは５〜１００、特に好ましくは１０
〜５０であることが望ましい。

【００１８】本発明に係る炭素繊維表面に付着された磁
性体は、後述する方法により、磁場を印加した場合に磁
場方向に配向しうる程度の磁性を示せば、炭素繊維表面
全体に層状に付着していても、層を形成せずに炭素繊維
表面に一部に付着していてもよく、また、磁性体の材
料、厚みは特に限定されない。また、炭素繊維に付着し
た磁性体は、バインダーよりも高い熱伝導性を有してい
ることが好ましい。

【００１９】このような磁性体に用いる材料としては、
たとえば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す
金属もしくは該金属からなる合金が挙げられ、さらに、
鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金属を含有
する金属間化合物あるいは該金属の金属酸化物などの金
属化合物が挙げられる。炭素繊維表面への磁性体の付着
方法については、たとえば化学メッキなどの無電解メッ
キなどにより行うことができる。

【００２０】また、表面に磁性体を付着させた炭素繊維
の表面がシランカップリング剤などのカップリング剤で
さらに処理されたものも適宜用いることができる。表面
に磁性体を付着させた炭素繊維の表面がカップリング剤
でさらに処理されていると、表面に磁性体を付着させた
炭素繊維と前記バインダーとの接着性が高くなり、その
結果、得られる高熱伝導性シートは、耐久性が高いもの
となる。

【００２１】カップリング剤の使用量は、表面に磁性体
を付着させた炭素繊維の熱伝導性および配向に影響を与
えない範囲で適宜選択されるが、表面に磁性体を付着さ
せた炭素繊維に対して、０．１〜１０重量％であること
が好ましく、より好ましくは０．５〜１０重量％、特に
好ましくは１〜１０重量％であることが望ましい。この
ような本発明に係る「表面に磁性体を付着させた炭素繊
維」が、高熱伝導性シート用組成物の全体積中に含有さ
れる合計量は、高熱伝導性シート組成物の全体積中に合
計で２〜７０容量％の量で含まれることが好ましく、さ
らに好ましくは１０〜６０容量％の量であることが望ま
しい。

【００２２】この割合が２容量％未満であると、高熱伝
導性シートの熱伝導性を充分には高めることができない
ことがあり、一方、この割合が７０容量％を超えると、
得られる高熱伝導性シートは脆弱なものとなりやすく、
高熱伝導性シートとして必要な弾性が得られないことが
ある。＜その他の添加剤＞本発明においては、高熱伝導性シー
ト用組成物には、必要に応じて、通常のシリカ粉、コロ
イダルシリカ、エアロゲルシリカ、アルミナなどの無機
充填材を含有させることができる。このような無機充填
材を含有させることにより、未硬化時におけるチクソ性
が確保され、粘度が高くなり、しかも表面に磁性体を付
着させた炭素繊維の組成物中での分散安定性が向上する
とともに、硬化または半硬化後における高熱伝導性シー
トの強度を向上させることができる。この無機充填材の
使用量は特に限定されるものではないが、あまり多量に
使用すると、表面に磁性体を付着させた炭素繊維の磁場
による配向を十分に達成できなくなるので好ましくな
い。

【００２３】本発明の高熱伝導性シート用組成物は、バ
インダーを硬化させるために硬化触媒を用いることが好
ましい。このような硬化触媒としては、有機過酸化物、
脂肪酸アゾ化合物、ヒドロキシル化触媒などが挙げられ
る。有機過酸化物としては、過酸化ベンゾイル、過酸化
ビスジシクロベンゾイル、過酸化ジクミル、過酸化ジタ
ーシャリーブチルなどが挙げられる。また、脂肪酸アゾ
化合物としてはアゾビスイソブチロニトリルなどが挙げ
られる。ヒドロシリル化反応の触媒として使用し得るも
のとしては、具体的には、塩化白金酸およびその塩、白
金−不飽和基含有シロキサンコンプレックス、ビニルシ
ロキサンと白金とのコンプレックス、白金と１,3−ジビ
ニルテトラメチルジシロキサンとのコンプレックス、ト
リオルガノホスフィンあるいはホスファイトと白金との
コンプレックス、アセチルアセトネート白金キレート、
環状ジエンと白金とのコンプレックスなどの公知のもの
を挙げることができる。

【００２４】なお、高熱伝導性シートの硬化を、放射線
照射により行うこともできる。硬化触媒の添加方法も特
に限定されるものではないが、保存安定性、成分混合時
の触媒の偏在防止などの観点から、バインダーに予め混
合しておくことが好ましい。硬化触媒の使用量は、実際
の硬化速度、可使時間とのバランスなどを考慮して適量
使用することが好ましい。また、硬化速度、可使時間を
制御するために通常用いられる、アミノ基含有シロキサ
ン、ヒドロキシ基含有シロキサンなどのヒドロシリル化
反応制御剤を併用することもできる。

【００２５】また、本発明の高熱伝導性シート用組成物
には、シランカップリング剤、チタンカップリング剤が
含有されていてもよい。＜高熱伝導性シート用組成物の調製＞本発明に係る高熱
伝導性シート用組成物の調製方法は、従来公知の方法を
いずれも採用することができ、たとえば、前記バインダ
ー、表面に磁性体を付着させた炭素繊維および／または
無機充填剤あるいは硬化触媒などを混合し、加熱溶融混
練する方法などがある。このような本発明の高熱伝導性
シート用組成物の粘度は、温度25℃において10,000〜1,
000,000 ｃｐの範囲内であることが好ましい。本発明の
高熱伝導性シート用組成物は、架橋もしくは縮合反応が
行われて弾性の大きい高熱伝導性シートが形成され、し
かも特定な、表面に磁性体を付着させた炭素繊維が含有
されていることにより高熱伝導性シートとしての機能を
有するものとなる。

【００２６】［高熱伝導性シート］本発明に係る高熱伝
導性シートについて、図１を参照しながら説明する。こ
の高熱伝導性シート１は、硬化または半硬化状態の前記
バインダー２中に、表面に磁性体を付着させた炭素繊維
３が、高熱伝導性シートの厚みの方向に配向している。
なお図１は、本発明の高熱伝導性シートの模式図面であ
る。

【００２７】本発明の前記高熱伝導性シート用組成物
は、ペースト状であることが好ましく、これをシート状
に成形し、該シート状組成物の厚み方向に磁場を作用さ
せて表面に磁性体を付着させた炭素繊維を配向させると
ともに、バインダーを硬化または半硬化させることによ
り、高熱伝導性シートを形成することができる。特に本
発明では、未硬化のシート状組成物に磁場を作用させて
表面に磁性体を付着させた炭素繊維を配向させた後に、
加熱して該シート状組成物を硬化させることが好まし
い。なお、前記高熱伝導性シート用組成物をシート状に
成形するには、従来公知の方法が採用できるが、ロール
圧延法、流延法あるいは塗布法などを採用しうる。

【００２８】このような高熱伝導性シートにおける、バ
インダー、表面に磁性体を付着させた炭素繊維の量は、
前述した高熱伝導性シート用組成物と同様である。この
ような高熱伝導性シート中の表面に磁性体を付着させた
炭素繊維を配向させるために印可される磁場の強さは５
００〜５００００ガウス程度、好ましくは２０００〜２
００００ガウス程度であり、磁場印加時間は１〜１２０
分程度、好ましくは５〜３０分程度である。磁場印加
は、室温下で行ってもよいし、必要に応じ加熱して行っ
てもよい。

【００２９】高熱伝導性シート用組成物の硬化または半
硬化は、室温下で行ってもよいし、必要に応じ加熱して
行ってもよい。本発明では、表面に磁性体を付着させた
炭素繊維を含む高熱伝導性シートの厚み方向に磁場を付
与しながら、硬化または半硬化させることによって、磁
性体層の影響で炭素繊維が厚み方向に配向するのであろ
うと推定される。（図１参照）このように、本発明の高
熱伝導性シートは、表面に磁性体を付着させた炭素繊維
が、高熱伝導性シートの厚み方向に配向されているの
で、その厚み方向の異方熱伝導性に優れている。

【００３０】［高熱伝導性シートを用いた放熱構造］本
発明に係る放熱構造は、発熱体と、放熱部材または回路
基板とを、前記高熱伝導性シートを介して接合されてい
る。このような発熱体としては、半導体素子または半導
体パッケージなどが挙げられる。このような放熱構造
は、たとえば、半導体素子あるいは半導体パッケージ
と、放熱部材または回路基板とを、前記硬化した高熱伝
導性シートを介して接合して形成することができ、半導
体素子または半導体パッケージと、放熱部材あるいは回
路基板との間に、半硬化状態の高熱伝導性シートを挟み
込んで、半導体素子または半導体パッケージからの発熱
によってさらに硬化させることにより形成することもで
きる。

【００３１】また、半導体素子または半導体パッケージ
と、放熱部材または回路基板とが接合する領域のいずれ
かの表面に、直接、本発明の高熱伝導性シート用組成物
を塗布して高熱伝導性シートを形成し、厚み方向に磁場
を作用させるとともに、高熱伝導性シート用組成物を硬
化させることにより、放熱構造を形成することもでき
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る高熱伝導性シートは、硬化
または半硬化状態のバインダー中に、表面に磁性体を付
着させた炭素繊維が、高熱伝導性シートの厚みの方向に
配向されているため、厚み方向の異方熱伝導性が高く、
半導体素子または半導体パッケージなどの発熱体から効
率よく除熱することができ、しかも耐熱性、耐久性、機
械的強度に優れ、その上発熱体との密着性にも優れてい
る。

【００３３】また、半導体素子または半導体パッケージ
と放熱部材または回路基板とが、本発明に係る高熱伝導
性シートを介して接合された放熱構造は、熱伝導性に優
れている。

【００３４】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に
説明するが、これらの実施例により本発明は限定される
ものではない。

【００３５】

【実施例１】［高熱伝導性シートの製造］２液タイプの
付加型熱硬化性液状シリコーンゴム（粘度２５００Ｐ）
に対し、平均膜厚１μmとなるように表面にニッケル金
属を無電解メッキした、平均直径２０μｍ、平均長さ２
００μｍのピッチ系炭素繊維（繊維軸方向の熱伝導率１
４００Ｗ／ｍ・Ｋ）を３０体積分率（％）加え、真空中
で３０分間混合し、高熱伝導性シート用組成物を得た。

【００３６】この組成物を、成形品の厚さ方向に磁力線
が通る電磁石の上に設置した磁性体の金型（深さ 2mmの
溝を有してなる平板状金型）内に流し込んでシート成型
品を得た。次いで、真空下で充分に脱泡したのち、磁性
体金型上板で蓋をし、成形品の厚さ方向に磁力線が通る
ように電磁石により、室温にて約４０００ガウスの磁場
強度で２０分間処理した。次に温度を約１００℃に上げ
て１時間架橋を行い、厚さ２ｍｍの高熱伝導性シートを
得た。＜熱伝導率試験＞キセノンフラッシュ法によって、得ら
れた高熱伝導性シートの熱伝導率を測定した。すなわ
ち、図２（イ）に示すように熱伝対を取り付けた試料
（シート：厚さＬ）にキセノンフラッシュをあて、図２
（ロ）に示すようにキセノンフラッシュをあてた試料面
の裏面の最高上昇温度幅（△Ｔmax）および△Ｔmaxの１
／２の温度に達する時間（ｔ1/2）などから、試料の熱
伝導率を下記式によって算出した。

【００３７】熱伝導率λ（cal/cm・sec・Ｋ）＝０．１３
９（Ｌ×Ｑ）／（△Ｔmax×ｔ1/2）Ｌ：試料の厚さ（ｃｍ）Ｑ：試料の吸収エネルギー（cal/cm²） △Ｔmax：試料裏面の最高上昇温度幅（Ｋ）ｔ1/2：１／２△Ｔmaxに達する時間（sec）

【００３８】

【実施例２】エポキシ樹脂（ＥＰ１５４、油化シェルエ
ポキシ（株）製）の酢酸ブチルセロソルブ６０重量％溶
液の固形分に対し、実施例１と同様にして調製した表面
に磁性体を付着させた炭素繊維（繊維軸方向の熱伝導率
１４００Ｗ／ｍ・Ｋ）を２０体積分率（％）加え、イミ
ダゾール系硬化剤（２Ｐ４ＭＨＺ、四国化成（株）製）
を所定量加え、３本ロールを用いて均一に分散させ、高
熱伝導性シート用組成物を得た。

【００３９】この組成物を、成形品の厚さ方向に磁力線
が通る電磁石の上に設置した磁性体の金型（深さ 2mmの
溝を有してなる平板状金型）内に流し込み、溶剤の揮発
により粘土状になったところで、磁性体金型状板で蓋を
して、実施例１と同様にして、磁場の下で成形を行い、
厚さ２ｍｍの高熱伝導性シートを得た。得られた高熱伝
導性シートについて実施例１と同様の方法によって熱伝
導率を測定した。

【００４０】

【比較例１】前記実施例１において、上記表面に磁性体
を付着させた炭素繊維を配合しなかった他は、実施例１
と同様にして熱伝導性シートを得た。実施例１と同様の
方法によって熱伝導率を測定した。

【００４１】

【比較例２】前記実施例１において、磁性体層をコート
していない炭素繊維を用いたこと以外は、実施例１と同
様にして熱伝導性シートを得た。実施例１と同様の方法
によって熱伝導率を測定した。実施例１、２、比較例
１、２のシートの熱伝導率を、比較例１で得られたシー
トの熱伝導率に対して、５倍未満の熱伝導率のものを
×、５倍以上２０倍未満のものを△、２０倍以上のもの
を○として評価した。結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、高熱伝導性シート断面の模式図であ
る。

【図２】図２（イ）、（ロ）は、キセノンフラッシュ法
による熱伝導率の測定方法を示した図である。

【符号の説明】

１高熱伝導性シート２硬化または半硬化のバインダー３表面に磁性体を付着させた炭素繊維

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０８Ｋ 9/02 Ｃ０８Ｋ 9/02 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ａ 83/04 83/04 (72)発明者佐藤穂積東京都中央区築地二丁目11番24号ジェイエスアール株式会社内Ｆターム(参考） 4F071 AA42 AA67 AB03 AD01 AD06 AE14 AE22 AF44 AH12 BC01 4F072 AB10 AB13 AC16 AD26 AD27 AD28 AD47 AE06 AE08 AE10 AF01 AF02 AG20 AH25 AH26 AK05 AL13 4J002 CD041 CD051 CD061 CP031 DA016 FA046 FB076 FB096 FD116 GQ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バインダーと、表面に磁性体を付着させた
炭素繊維とを含有することを特徴とする高熱伝導性シー
ト用組成物。
【請求項２】バインダー中に、表面に磁性体を付着させ
た炭素繊維が、高熱伝導性シートの厚み方向に配向して
いることを特徴とする高熱伝導性シート。
【請求項３】前記炭素繊維のアスペクト比が、２〜１０
０であることを特徴とする請求項２に記載の高熱伝導性
シート。
【請求項４】前記表面に磁性体を付着させた炭素繊維
が、前記高熱伝導性シートの全体積中に２〜７０容量％
の量で含まれることを特徴とする請求項２または３に記
載の高熱伝導性シート。
【請求項５】前記バインダーが、シリコーンゴムまたは
エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２〜４のい
ずれかに記載の高熱伝導性シート。
【請求項６】請求項１に記載の高熱伝導性シート用組成
物をシート状に形成し、前記シート状組成物に、その厚み方向に磁場を作用させ
て、表面に磁性体を付着させた炭素繊維を該シート状組
成物の厚み方向に配向させつつ、該シート状組成物を硬
化または半硬化させることを特徴とする、硬化または半
硬化状態のバインダーに、表面に磁性体を付着させた炭
素繊維が、高熱伝導性シートの厚み方向に配向してなる
高熱伝導性シートの製造方法。
【請求項７】発熱体と、放熱部材または回路基板とが、
請求項２〜５のいずれかに記載の高熱伝導性シートを介
して接合されていることを特徴とする高熱伝導性シート
を用いた放熱構造。
【請求項８】前記発熱体が、半導体素子または半導体パ
ッケージであることを特徴とする請求項７に記載の高熱
伝導性シートを用いた放熱構造。