JP2002050725A - 放熱シート - Google Patents
放熱シートInfo
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- JP2002050725A JP2002050725A JP2000235078A JP2000235078A JP2002050725A JP 2002050725 A JP2002050725 A JP 2002050725A JP 2000235078 A JP2000235078 A JP 2000235078A JP 2000235078 A JP2000235078 A JP 2000235078A JP 2002050725 A JP2002050725 A JP 2002050725A
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- heat
- polyparaxylylene
- graphite
- graphite sheet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】強度や耐折り曲げ性に優れ、炭素微粉末やアウ
トガスの発生がない熱伝導性が高い放熱シートを実現す
ること。 【解決手段】グラファイト材料よりなるシートと、この
シートの表面にポリパラキシリレン膜を蒸着したことを
特徴とする放熱シート。
トガスの発生がない熱伝導性が高い放熱シートを実現す
ること。 【解決手段】グラファイト材料よりなるシートと、この
シートの表面にポリパラキシリレン膜を蒸着したことを
特徴とする放熱シート。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば電子機器の発
熱部品の放熱に使用される放熱部品に関するものであ
る。
熱部品の放熱に使用される放熱部品に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ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いる。特に近年はデジタ
ル電子機器の高集積化により機器内部の体積あたりの発
熱密度は極めて大きくなっている。
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いる。特に近年はデジタ
ル電子機器の高集積化により機器内部の体積あたりの発
熱密度は極めて大きくなっている。
【０００３】例えば、コンピューターのＭＰＵは非常に
高密度の半導体素子であり、動作周波数が高くなるにつ
れ発生する熱は非常に多くなっている。また、ハードデ
ィスクなどの電子記録装置もアクセス速度を早くするた
め記録媒体の回転速度を高速で回転させるようになっ
た。これによりモーターの発する熱もかなりの量になっ
ている。また、高出力半導体レーザーのように極めて小
さな領域に大きな電流を流すことが必要な素子において
は局所的に大きな発熱がある。
高密度の半導体素子であり、動作周波数が高くなるにつ
れ発生する熱は非常に多くなっている。また、ハードデ
ィスクなどの電子記録装置もアクセス速度を早くするた
め記録媒体の回転速度を高速で回転させるようになっ
た。これによりモーターの発する熱もかなりの量になっ
ている。また、高出力半導体レーザーのように極めて小
さな領域に大きな電流を流すことが必要な素子において
は局所的に大きな発熱がある。
【０００４】一方、前述のハードディスク装置は近年記
憶量の向上によりヘッドの高密度化が計られており部材
より生じるアウトガスの付着が大きな問題となってい
る。また、それらアウトガスを嫌うものとして宇宙衛星
機器類などが挙げられる。
憶量の向上によりヘッドの高密度化が計られており部材
より生じるアウトガスの付着が大きな問題となってい
る。また、それらアウトガスを嫌うものとして宇宙衛星
機器類などが挙げられる。
【０００５】これらは発生した熱を効率よく放熱しない
と本来の性能が発揮されないだけでなく、誤作動を起こ
すおそれがあり、最悪の場合には熱により部品自体が破
損して再起不可能な事態になる可能性もある。
と本来の性能が発揮されないだけでなく、誤作動を起こ
すおそれがあり、最悪の場合には熱により部品自体が破
損して再起不可能な事態になる可能性もある。
【０００６】このような問題を回避するため部分的に発
熱する部品には放熱フィンを取り付け、さらにファンモ
ーターにより強制的に空冷をして放熱するということが
挙げられる。
熱する部品には放熱フィンを取り付け、さらにファンモ
ーターにより強制的に空冷をして放熱するということが
挙げられる。
【０００７】放熱フィンはアルミニウムや銅など熱伝導
性の良い金属を表面積が大きくなるような形状に加工し
発熱源である部品に密着させる。この時、放熱フィンと
発熱部品は表面にこまかい凹凸があるため充分密着しな
いため、アルミナ粉入り熱伝導性シリコーンゴムシート
や放熱グリースを間に挟み込む。しかし、これらのもの
は熱伝導性が不十分であるものや、部材が増加するため
機器全体の重量も増加してしまうものや、アウトガスが
発生してしまうものなどがある。
性の良い金属を表面積が大きくなるような形状に加工し
発熱源である部品に密着させる。この時、放熱フィンと
発熱部品は表面にこまかい凹凸があるため充分密着しな
いため、アルミナ粉入り熱伝導性シリコーンゴムシート
や放熱グリースを間に挟み込む。しかし、これらのもの
は熱伝導性が不十分であるものや、部材が増加するため
機器全体の重量も増加してしまうものや、アウトガスが
発生してしまうものなどがある。
【０００８】熱伝導性が良好でアウトガスの発生がない
ものとしてセラミック形の放熱シートがあるが、重量が
重く、部材間へのなじみ性が悪く、割れやすいなどの欠
点がある。
ものとしてセラミック形の放熱シートがあるが、重量が
重く、部材間へのなじみ性が悪く、割れやすいなどの欠
点がある。
【０００９】一方、グラファイトシートは軽量であり、
熱伝導性が極めて高いため放熱フィンと部品との間に挟
み込む放熱シートに利用すると有利である。グラファイ
トは炭素原子が六角形の網の目状に結合したものであ
り、炭素の原子配列を広範囲にわたり規則正しく、単結
晶に近い規則性を持たすことにより、異方性はあるもの
の純銅以上の優れた熱伝導性を示すものであり、また、
圧縮率や復元率にも優れた特性を示すことが知られてい
る。
熱伝導性が極めて高いため放熱フィンと部品との間に挟
み込む放熱シートに利用すると有利である。グラファイ
トは炭素原子が六角形の網の目状に結合したものであ
り、炭素の原子配列を広範囲にわたり規則正しく、単結
晶に近い規則性を持たすことにより、異方性はあるもの
の純銅以上の優れた熱伝導性を示すものであり、また、
圧縮率や復元率にも優れた特性を示すことが知られてい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】グラファイトシートは
高分子フィルムの熱分解により作製された配向度が高
く、単結晶に近い特性を持つ高性能の熱分解性グラファ
イトシートや天然グラファイトシート粉末の処理品をシ
ート状に加圧成形して作られているため、グラファイト
シートは破れやすく、特に引き裂き強度が低く、裂ける
ように破れてしまう。そのため扱いにくいものであり、
発熱部品や放熱フィンに貼り付けるのが困難であった。
高分子フィルムの熱分解により作製された配向度が高
く、単結晶に近い特性を持つ高性能の熱分解性グラファ
イトシートや天然グラファイトシート粉末の処理品をシ
ート状に加圧成形して作られているため、グラファイト
シートは破れやすく、特に引き裂き強度が低く、裂ける
ように破れてしまう。そのため扱いにくいものであり、
発熱部品や放熱フィンに貼り付けるのが困難であった。
【００１１】特に部材間に挟み込み、強い力で締め付け
たときにシートが崩れやすく、特に締め付けた状態で部
材同士が横方向にずれた時はシートの崩れは顕著におこ
る。
たときにシートが崩れやすく、特に締め付けた状態で部
材同士が横方向にずれた時はシートの崩れは顕著におこ
る。
【００１２】グラファイトシートは破れるとその炭素原
子の結晶がその近辺から剥がれ落ちフレーク状の微粉末
となって浮遊する可能性もある。これが精密な電子機器
に付着すると不都合を来す。このためグラファイトシー
トは破れたり裂けたりしてはならなかった。
子の結晶がその近辺から剥がれ落ちフレーク状の微粉末
となって浮遊する可能性もある。これが精密な電子機器
に付着すると不都合を来す。このためグラファイトシー
トは破れたり裂けたりしてはならなかった。
【００１３】そのため、グラファイトシートの引き裂き
強度を上げるため、グラファイトシートの表面をポリエ
ステルなどのプラスチックシートでラミネートするとい
う手法が取られた。しかし、プラスチックシートと粘着
層を合わせるとできるだけ薄くしたとしても、１００μ
ｍ以上になってしまい、熱伝導性が大幅に低下してしま
う。
強度を上げるため、グラファイトシートの表面をポリエ
ステルなどのプラスチックシートでラミネートするとい
う手法が取られた。しかし、プラスチックシートと粘着
層を合わせるとできるだけ薄くしたとしても、１００μ
ｍ以上になってしまい、熱伝導性が大幅に低下してしま
う。
【００１４】そればかりでなく、ラミネートに用いた粘
着層は半硬化性の有機樹脂を用いるため接着剤層からア
ウトガスが発生する恐れもある。よって、ハードディス
ク部品などアウトガスを絶対に避けなければならない電
子部品には使用することができなかった。
着層は半硬化性の有機樹脂を用いるため接着剤層からア
ウトガスが発生する恐れもある。よって、ハードディス
ク部品などアウトガスを絶対に避けなければならない電
子部品には使用することができなかった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は熱伝導性
が良く、強度が強く、アウトガスや炭素微粉末の発生が
ないグラファイト放熱シートを提供することを目的とす
るものであり、すなわち本発明は、グラファイト材料よ
りなるシートと、このシートの表面にポリパラキシリレ
ン膜を蒸着したことを特徴とする放熱シートである。
が良く、強度が強く、アウトガスや炭素微粉末の発生が
ないグラファイト放熱シートを提供することを目的とす
るものであり、すなわち本発明は、グラファイト材料よ
りなるシートと、このシートの表面にポリパラキシリレ
ン膜を蒸着したことを特徴とする放熱シートである。
【００１６】本発明のグラファイトシートは公知のグラ
ファイトシートを使用することができる。例えば特公平
１−４９６４２号公報に記載されているように、高分子
フィルムを不活性ガスまたは真空中４００〜７００℃の
温度で自己収縮を防止するように熱処理し、しかる後に
１８００℃以上の温度で熱処理することによりグラファ
イトシートを得ることができる。また、天然黒鉛を酸処
理し、発泡行程により発泡黒鉛とし、ローラーで圧縮す
ることによりシート化する。
ファイトシートを使用することができる。例えば特公平
１−４９６４２号公報に記載されているように、高分子
フィルムを不活性ガスまたは真空中４００〜７００℃の
温度で自己収縮を防止するように熱処理し、しかる後に
１８００℃以上の温度で熱処理することによりグラファ
イトシートを得ることができる。また、天然黒鉛を酸処
理し、発泡行程により発泡黒鉛とし、ローラーで圧縮す
ることによりシート化する。
【００１７】本発明は前述したグラファイトシートにポ
リパラキシリレン膜を蒸着する。ポリパラキシリレン膜
の蒸着は原料であるジパラキシリレン（ＤＰＸ）固形ダ
イマーを加熱により気化させることによりジラジカルパ
ラキシリレンモノマーを発生させ、グラファイトシート
表面に付着させることにより前記モノマーはグラファイ
トシート表面上でラジカル重合しポリパラキシリレン膜
となる。これらは加熱真空の必要があるため気化室、熱
分解室、蒸着室を備えた化学蒸着装置によって行われ
る。
リパラキシリレン膜を蒸着する。ポリパラキシリレン膜
の蒸着は原料であるジパラキシリレン（ＤＰＸ）固形ダ
イマーを加熱により気化させることによりジラジカルパ
ラキシリレンモノマーを発生させ、グラファイトシート
表面に付着させることにより前記モノマーはグラファイ
トシート表面上でラジカル重合しポリパラキシリレン膜
となる。これらは加熱真空の必要があるため気化室、熱
分解室、蒸着室を備えた化学蒸着装置によって行われ
る。
【００１８】本発明に使用されるポリパラキシリレンの
基本的な構造、製造法、重合法等は米国特許第３３７９
８０３号公報、特公昭４４−２１３５３号公報、特公昭
４５−３１７８７号公報、特公昭５２−３７４７９号公
報に開示されており、具体的にはポリパラキシリレン、
ポリモノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシ
リレン、ポリテトラクロロパラキシリレン、ポリモノメ
チルパラキシリレン、ポリモノエチルパラキシリレン、
ポリ−α，α，α’，α’−四弗化パラキシリレン、ポ
リ−α，α−二弗化パラキシリレンなどジパラキシリレ
ン誘導体による蒸着重合膜が挙げられる。また、重合度
は５０００量体以上である。これらは単独で用いても組
み合わせて用いても良い。
基本的な構造、製造法、重合法等は米国特許第３３７９
８０３号公報、特公昭４４−２１３５３号公報、特公昭
４５−３１７８７号公報、特公昭５２−３７４７９号公
報に開示されており、具体的にはポリパラキシリレン、
ポリモノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシ
リレン、ポリテトラクロロパラキシリレン、ポリモノメ
チルパラキシリレン、ポリモノエチルパラキシリレン、
ポリ−α，α，α’，α’−四弗化パラキシリレン、ポ
リ−α，α−二弗化パラキシリレンなどジパラキシリレ
ン誘導体による蒸着重合膜が挙げられる。また、重合度
は５０００量体以上である。これらは単独で用いても組
み合わせて用いても良い。
【００１９】ポリパラキシリレンは気相蒸着重合法によ
って形成されるが、その蒸着行程は３つの行程よりな
る。すなわち原料である固体二量体のジパラキシリレン
の気化（昇華）が起こる第一行程、二量体の熱分解によ
るジラジカルパラキシリレンの発生が起こる第二行程、
被着体へのジラジカルパラキシリレンの吸着と重合が同
時に成され、高分子量のポリパラキシリレンの被膜形成
が起こる第三行程である。
って形成されるが、その蒸着行程は３つの行程よりな
る。すなわち原料である固体二量体のジパラキシリレン
の気化（昇華）が起こる第一行程、二量体の熱分解によ
るジラジカルパラキシリレンの発生が起こる第二行程、
被着体へのジラジカルパラキシリレンの吸着と重合が同
時に成され、高分子量のポリパラキシリレンの被膜形成
が起こる第三行程である。
【００２０】この行程中において、一般に真空度は０．
００１〜１Ｔｏｒｒであり第一行程は１００〜２００
℃、第二行程は４５０〜７００℃、第三行程は室温で行
われる。
００１〜１Ｔｏｒｒであり第一行程は１００〜２００
℃、第二行程は４５０〜７００℃、第三行程は室温で行
われる。
【００２１】これら、気相蒸着重合法によって得られた
ポリパラキシリレン被膜は被着体に対してコンフォーマ
ル（同形）コーティングが可能である他、コーティング
は室温で行われるので被着体に対する熱履歴を与えない
等の加工面における特徴も併せ持つ。
ポリパラキシリレン被膜は被着体に対してコンフォーマ
ル（同形）コーティングが可能である他、コーティング
は室温で行われるので被着体に対する熱履歴を与えない
等の加工面における特徴も併せ持つ。
【００２２】ポリパラキシリレンの蒸着膜の膜厚は蒸着
装置にいれてダイマーを蒸着する時間に比例する。蒸着
可能な膜厚は０．２μｍ〜７５μｍである。蒸着時間は
被コーティング物質の大きさや形状によって異なるが
０．０１〜０．２μｍ／分である。
装置にいれてダイマーを蒸着する時間に比例する。蒸着
可能な膜厚は０．２μｍ〜７５μｍである。蒸着時間は
被コーティング物質の大きさや形状によって異なるが
０．０１〜０．２μｍ／分である。
【００２３】
【実施例】以下、実施例で本発明の作用効果が優れてい
ることを詳細に説明する。
ることを詳細に説明する。
【００２４】厚さ、２５４μｍのグラファイトシート
（ユカーカーボン社製ＧＲＡＦＯＩＬ：プレーンシート
ＧＴＢ）にポリパラキシリレンをコーティングした。
（ユカーカーボン社製ＧＲＡＦＯＩＬ：プレーンシート
ＧＴＢ）にポリパラキシリレンをコーティングした。
【００２５】実施例１ イソプロピルアルコールで洗浄したグラファイトシート
を真空度２．６〜６．５Ｐａ（０．０２〜０．０５Ｔｏ
ｒｒ）、第一行程温度１５０℃、第二行程温度６９０
℃、第三行程温度は室温で原料はモノクロロポリパラキ
シリレン二量体を２０ｇ使用してポリパラキシリレンを
蒸着した。これによりポリパラキシリレン被膜が平均２
μｍコーティングされたシールリングを得た。
を真空度２．６〜６．５Ｐａ（０．０２〜０．０５Ｔｏ
ｒｒ）、第一行程温度１５０℃、第二行程温度６９０
℃、第三行程温度は室温で原料はモノクロロポリパラキ
シリレン二量体を２０ｇ使用してポリパラキシリレンを
蒸着した。これによりポリパラキシリレン被膜が平均２
μｍコーティングされたシールリングを得た。
【００２６】実施例２、３、４ 前述と同様の条件でモノクロロパラキシリレン２量体を
それぞれ１００ｇ、２００ｇおよび４００ｇ使用するこ
とによりポリパラキシリレンの蒸着平均膜厚を１０μ
ｍ、２０μｍ、４０μｍとした。
それぞれ１００ｇ、２００ｇおよび４００ｇ使用するこ
とによりポリパラキシリレンの蒸着平均膜厚を１０μ
ｍ、２０μｍ、４０μｍとした。
【００２７】上述により得られたポリパラキシリレン膜
を蒸着したグラファイトシートと被蒸着のシートの強
度、熱伝導率を測定した。
を蒸着したグラファイトシートと被蒸着のシートの強
度、熱伝導率を測定した。
【００２８】強度の測定は引っ張り強度試験と折り曲げ
試験を行った。引っ張り強度試験は２ｃｍ幅のシートを
両端から毎分１０ｍｍの一定速度で引っ張り破綻するま
での強度（ｋｇｆ）を測定した。測定器はテンシロンを
使用した。
試験を行った。引っ張り強度試験は２ｃｍ幅のシートを
両端から毎分１０ｍｍの一定速度で引っ張り破綻するま
での強度（ｋｇｆ）を測定した。測定器はテンシロンを
使用した。
【００２９】折り曲げ試験は２ｃｍ幅のシートを半分に
折り曲げ、さらに、反対方向にもう一度折り曲げる。そ
れを広げて折り曲げ面を軽くこすり炭素粉がめくれ上が
ったら×、無いものは○とした。
折り曲げ、さらに、反対方向にもう一度折り曲げる。そ
れを広げて折り曲げ面を軽くこすり炭素粉がめくれ上が
ったら×、無いものは○とした。
【００３０】熱伝導率の測定は株式会社理学電機製レー
ザーフラッシュ法熱定数測定装置ＬＦ／ＴＣＭ−ＦＡ８
５１０Ｂを使用して測定温度２０℃にて測定した。
ザーフラッシュ法熱定数測定装置ＬＦ／ＴＣＭ−ＦＡ８
５１０Ｂを使用して測定温度２０℃にて測定した。
【００３１】その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【発明の効果】本発明の放熱シートは熱伝導性が良く電
子機器の放熱に適するものであり、グラファイトシート
の脆く裂けやすいという欠点でを克服するものであり、
強度や耐折り曲げ性に優れる。よって、炭素微粉末の発
生がなく、さらに、有機粘着剤などを使用しないためア
ウトガスの発生がない。よって、ファインな電子機器に
使用することができる。特に、ハードディスク内部の放
熱や宇宙衛星機器類の内部放熱に最適なものである。
子機器の放熱に適するものであり、グラファイトシート
の脆く裂けやすいという欠点でを克服するものであり、
強度や耐折り曲げ性に優れる。よって、炭素微粉末の発
生がなく、さらに、有機粘着剤などを使用しないためア
ウトガスの発生がない。よって、ファインな電子機器に
使用することができる。特に、ハードディスク内部の放
熱や宇宙衛星機器類の内部放熱に最適なものである。
Claims (2)
- 【請求項１】グラファイト材料よりなるシートと、この
シートの表面にポリパラキシリレン膜を蒸着したことを
特徴とする放熱シート - 【請求項２】ポリパラキシリレンの蒸着膜厚さが０．５
〜５０μｍである請求項１に記載の放熱シート
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000235078A JP2002050725A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 放熱シート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000235078A JP2002050725A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 放熱シート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050725A true JP2002050725A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18727351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000235078A Pending JP2002050725A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 放熱シート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002050725A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006313328A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-16 | Samsung Sdi Co Ltd | プラズマディスプレイモジュールの集積回路チップの放熱構造及びそれを備えたプラズマディスプレイモジュール |
| KR100683707B1 (ko) * | 2004-11-19 | 2007-02-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 장치 |
| KR100699588B1 (ko) * | 2004-04-23 | 2007-03-23 | 자화전자 주식회사 | 피디피용 그래파이트 방열시트가 구비된 이형지 |
| US8256412B2 (en) * | 2003-07-31 | 2012-09-04 | Kao Corporation | Warming tool in a sheet form |
| KR20140139803A (ko) * | 2013-05-28 | 2014-12-08 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
| US10347559B2 (en) | 2011-03-16 | 2019-07-09 | Momentive Performance Materials Inc. | High thermal conductivity/low coefficient of thermal expansion composites |
-
2000
- 2000-08-03 JP JP2000235078A patent/JP2002050725A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8256412B2 (en) * | 2003-07-31 | 2012-09-04 | Kao Corporation | Warming tool in a sheet form |
| KR100699588B1 (ko) * | 2004-04-23 | 2007-03-23 | 자화전자 주식회사 | 피디피용 그래파이트 방열시트가 구비된 이형지 |
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| JP2006313328A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-16 | Samsung Sdi Co Ltd | プラズマディスプレイモジュールの集積回路チップの放熱構造及びそれを備えたプラズマディスプレイモジュール |
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| KR20140139803A (ko) * | 2013-05-28 | 2014-12-08 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
| KR102066690B1 (ko) | 2013-05-28 | 2020-01-15 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
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