JP2002234952A - 熱軟化放熱シート及びこれを用いた放熱シート - Google Patents
熱軟化放熱シート及びこれを用いた放熱シートInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ゲル成分と軟化成分とフィラー成分を含む硬化
物が、熱によって軟化し、発熱素子と放熱体との密着性
がよく、熱的性能がよい熱軟化放熱シート及びこれを用
いた放熱シートを提供する。 【解決手段】高分子ゲル(A)と、常温では固形ないしペ
ースト状で加熱すると液体になる化合物(B)と、熱伝導
性フィラー(C)とを含む組成物からなる放熱シート１で
あって、加熱によって軟化する。配合割合は、高分子ゲ
ル(A)を100重量部としたとき、化合物(B)を5〜240重量
部の範囲、熱伝導性フィラー(C)を100〜10000重量部の
範囲とするのが好ましく、軟化温度は35〜105℃の範囲
とするのが好ましい。放熱シート１の片面には取り扱い
性をよくするため補強層２を設けてもよい。
物が、熱によって軟化し、発熱素子と放熱体との密着性
がよく、熱的性能がよい熱軟化放熱シート及びこれを用
いた放熱シートを提供する。 【解決手段】高分子ゲル(A)と、常温では固形ないしペ
ースト状で加熱すると液体になる化合物(B)と、熱伝導
性フィラー(C)とを含む組成物からなる放熱シート１で
あって、加熱によって軟化する。配合割合は、高分子ゲ
ル(A)を100重量部としたとき、化合物(B)を5〜240重量
部の範囲、熱伝導性フィラー(C)を100〜10000重量部の
範囲とするのが好ましく、軟化温度は35〜105℃の範囲
とするのが好ましい。放熱シート１の片面には取り扱い
性をよくするため補強層２を設けてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝導性放熱シー
トに関するものである。さらに詳しくは、所定の温度で
軟化する熱軟化放熱シート及びこれを用いた放熱シート
に関する。
トに関するものである。さらに詳しくは、所定の温度で
軟化する熱軟化放熱シート及びこれを用いた放熱シート
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からコンピュータ（ＣＰＵ）などに
使用される半導体は使用中に発熱し、その熱のため電子
部品の性能が低下することがある。そのため発熱するよ
うな電子部品には放熱体が取り付けられる。しかし、放
熱体は金属であることが多いためＣＰＵ放熱部との密着
がよくない。そこで発熱体と放熱体の間にゴム製の放熱
シートを挿入して密着度を高める方法がとられている。
使用される半導体は使用中に発熱し、その熱のため電子
部品の性能が低下することがある。そのため発熱するよ
うな電子部品には放熱体が取り付けられる。しかし、放
熱体は金属であることが多いためＣＰＵ放熱部との密着
がよくない。そこで発熱体と放熱体の間にゴム製の放熱
シートを挿入して密着度を高める方法がとられている。
【０００３】最近では特開平６−１５５５１７号公報に
あるようにゴム硬度がかなり低いゲルタイプのものが使
われるようになった。
あるようにゴム硬度がかなり低いゲルタイプのものが使
われるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら最近のＣ
ＰＵなどの半導体の性能がよくなり発熱量もかなり増え
てきていて、密着のよいゲルタイプの放熱シートでも熱
対策が困難になってきており、グリースを使うケースが
増えてきている。しかし、グリースは塗る作業が必要な
ため非常に取り扱い性が悪いという問題がある。
ＰＵなどの半導体の性能がよくなり発熱量もかなり増え
てきていて、密着のよいゲルタイプの放熱シートでも熱
対策が困難になってきており、グリースを使うケースが
増えてきている。しかし、グリースは塗る作業が必要な
ため非常に取り扱い性が悪いという問題がある。
【０００５】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、ゲル成分と軟化成分とフィラー成分を含む硬化物
が、熱によって軟化し、発熱素子と放熱体との密着性が
よく、熱的性能がよい熱軟化放熱シート及びこれを用い
た放熱シートを提供することを目的とする。
め、ゲル成分と軟化成分とフィラー成分を含む硬化物
が、熱によって軟化し、発熱素子と放熱体との密着性が
よく、熱的性能がよい熱軟化放熱シート及びこれを用い
た放熱シートを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の熱軟化放熱シートは、高分子ゲル（Ａ）
と、常温では固形ないしペースト状で加熱すると液体に
なる化合物（Ｂ）と、熱伝導性フィラー（Ｃ）とを含む
組成物からなる放熱シートであって、加熱によって軟化
することを特徴とする。
め、本発明の熱軟化放熱シートは、高分子ゲル（Ａ）
と、常温では固形ないしペースト状で加熱すると液体に
なる化合物（Ｂ）と、熱伝導性フィラー（Ｃ）とを含む
組成物からなる放熱シートであって、加熱によって軟化
することを特徴とする。
【０００７】また本発明の放熱シートは、前記熱軟化放
熱シートが熱伝導性ゴムシート、熱伝導性ゲルシート及
び熱伝導性樹脂シートから選ばれる少なくとも一つの熱
伝導性シートに積層されていることを特徴とする。
熱シートが熱伝導性ゴムシート、熱伝導性ゲルシート及
び熱伝導性樹脂シートから選ばれる少なくとも一つの熱
伝導性シートに積層されていることを特徴とする。
【０００８】また本発明の別の放熱シートは、前記熱軟
化放熱シートの内層にさらに基材が挿入されていること
を特徴とする。
化放熱シートの内層にさらに基材が挿入されていること
を特徴とする。
【０００９】本発明においては、高分子ゲル（Ａ）と、
常温では固形ないしペースト状で加熱すると液体になる
化合物（Ｂ）と、熱伝導性フィラー（Ｃ）を含む組成物
の配合割合が、高分子ゲル（Ａ）を１００重量部とした
とき、化合物（Ｂ）が５〜２４０重量部の範囲、熱伝導
性フィラー（Ｃ）が１００〜１００００重量部の範囲が
好ましく、さらに好ましくは化合物（Ｂ）が２５〜１０
０重量部の範囲、熱伝導性フィラー（Ｃ）が１２０〜５
４００重量部の範囲である。この範囲であるとゲル成分
と軟化成分とフィラー成分を含む硬化物が、熱によって
軟化し、発熱素子と放熱体との密着性がよく、効率的に
熱を放散するシートとすることができる。
常温では固形ないしペースト状で加熱すると液体になる
化合物（Ｂ）と、熱伝導性フィラー（Ｃ）を含む組成物
の配合割合が、高分子ゲル（Ａ）を１００重量部とした
とき、化合物（Ｂ）が５〜２４０重量部の範囲、熱伝導
性フィラー（Ｃ）が１００〜１００００重量部の範囲が
好ましく、さらに好ましくは化合物（Ｂ）が２５〜１０
０重量部の範囲、熱伝導性フィラー（Ｃ）が１２０〜５
４００重量部の範囲である。この範囲であるとゲル成分
と軟化成分とフィラー成分を含む硬化物が、熱によって
軟化し、発熱素子と放熱体との密着性がよく、効率的に
熱を放散するシートとすることができる。
【００１０】前記高分子ゲル（Ａ）は、シリコーンゲ
ル、アクリルゲル及びウレタンゲルから選ばれる少なく
とも一つのゲルであることが好ましい。
ル、アクリルゲル及びウレタンゲルから選ばれる少なく
とも一つのゲルであることが好ましい。
【００１１】また前記化合物Ｂは、液体になる温度（融
点または軟化点）が３０〜１０５℃の範囲であることが
好ましい。また前記化合物Ｂは、融点３０〜１０５℃の
範囲のシリコーンオイル、融点３０〜１０５℃の範囲の
ワックス、融点３０〜８０℃の範囲のα−オレフィンで
から選ばれる少なくとも一つの物質であることが好まし
い。
点または軟化点）が３０〜１０５℃の範囲であることが
好ましい。また前記化合物Ｂは、融点３０〜１０５℃の
範囲のシリコーンオイル、融点３０〜１０５℃の範囲の
ワックス、融点３０〜８０℃の範囲のα−オレフィンで
から選ばれる少なくとも一つの物質であることが好まし
い。
【００１２】また前記熱伝導性フィラーＣは、金属酸化
物，窒化物，炭化物，金属粉，炭素繊維から選ばれる少
なくとも一つであることが好ましい。
物，窒化物，炭化物，金属粉，炭素繊維から選ばれる少
なくとも一つであることが好ましい。
【００１３】また前記放熱シートの軟化温度は、３５〜
１０５℃の範囲であることが好ましい。
１０５℃の範囲であることが好ましい。
【００１４】また前記放熱シートの熱伝導率は、０．５
〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの範囲であることが好ましい。
〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの範囲であることが好ましい。
【００１５】また前記放熱シートの熱抵抗値は、０．０
０５〜１０℃・inch2／Ｗの範囲であることが好まし
い。
０５〜１０℃・inch2／Ｗの範囲であることが好まし
い。
【００１６】また前記熱軟化放熱シートの少なくとも片
面をゴム状に硬化させて薄膜補強層としたことが好まし
い。
面をゴム状に硬化させて薄膜補強層としたことが好まし
い。
【００１７】次に前記放熱シートにおいては、前記熱伝
導性シートに基材が挿入されていることが好ましい。ま
た前記基材は織布、編物、不織布、プラスチックフィル
ム及び金属箔から選ばれる少なくとも一つであることが
好ましい。ここで熱伝導性シートとは、熱伝導率が０．
５〜１５Ｗ／ｍ・Ｋの範囲のシートをいう。
導性シートに基材が挿入されていることが好ましい。ま
た前記基材は織布、編物、不織布、プラスチックフィル
ム及び金属箔から選ばれる少なくとも一つであることが
好ましい。ここで熱伝導性シートとは、熱伝導率が０．
５〜１５Ｗ／ｍ・Ｋの範囲のシートをいう。
【００１８】また前記熱伝導性シートは、電磁波シール
ド性のある熱伝導性ゴム、熱伝導性ゲル及び熱伝導性樹
脂から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
ここで電磁波シールドシートとは、電磁波吸収型あるい
は電磁波反射型のゲル，ゴムまたは樹脂等のシートをい
う。
ド性のある熱伝導性ゴム、熱伝導性ゲル及び熱伝導性樹
脂から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
ここで電磁波シールドシートとは、電磁波吸収型あるい
は電磁波反射型のゲル，ゴムまたは樹脂等のシートをい
う。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の熱軟化放熱シートはシリ
コーンゲルに常温では固形ないしペースト状で熱が加わ
ると液体になるシリコーンゲルと混合する物質を添加し
た系に熱伝導性フィラーを添加して作成した放熱シート
で熱によって軟化する。また、アクリルまたはウレタン
から誘導されるゲルに、常温では固形ないしペースト状
で熱が加わると液体になる化合物に熱伝導性フィラーを
添加して作成した放熱シートで熱によって軟化する。前
記本発明の熱軟化シートの材質はアクリル，ウレタン，
シリコーンなどがありそれらの誘導体も適宜使用してよ
い。耐熱性を考慮するとシリコーンを使用するのが好ま
しい。
コーンゲルに常温では固形ないしペースト状で熱が加わ
ると液体になるシリコーンゲルと混合する物質を添加し
た系に熱伝導性フィラーを添加して作成した放熱シート
で熱によって軟化する。また、アクリルまたはウレタン
から誘導されるゲルに、常温では固形ないしペースト状
で熱が加わると液体になる化合物に熱伝導性フィラーを
添加して作成した放熱シートで熱によって軟化する。前
記本発明の熱軟化シートの材質はアクリル，ウレタン，
シリコーンなどがありそれらの誘導体も適宜使用してよ
い。耐熱性を考慮するとシリコーンを使用するのが好ま
しい。
【００２０】添加する固形，ペースト状オイルはベース
となるゲル成分と混合する必要がある。完全に相溶する
のが好ましいが、必ずしも完全に相溶しなくてもよい。
シリコーンゲルをベース材料とする系に添加する物質は
シリコーンオイルがよく、そのシリコーンオイルは常温
で固形ないしペースト状であることが好ましい。固形な
いしペースト状のシリコーンオイルの融点は３０〜１０
５℃であることが好ましい。シリコーンオイルはアミノ
基，エポキシ基，カルボキシル基，水産基，ビニル基，
メルカプト基，アルキル基などの官能基を導入したもの
あるがアルキル基変性シリコーンオイルが好ましい。ア
クリルポリマー，ウレタンポリマーから誘導されるゲル
ベース材料とする系に添加する物質の融点は３０〜１０
５℃のワックスであることが好ましい。ワックスにはパ
ラフィンワックス，マイクロクリスタルワックス，低分
子ポリエチレンワックス、高級アルコール，高級脂肪酸
エステルなどがある。もちろん変性したワックスを使用
してもよい。融点が２０〜８０℃の可塑剤，α−オレフ
ィンはワックス代替としても可能である。
となるゲル成分と混合する必要がある。完全に相溶する
のが好ましいが、必ずしも完全に相溶しなくてもよい。
シリコーンゲルをベース材料とする系に添加する物質は
シリコーンオイルがよく、そのシリコーンオイルは常温
で固形ないしペースト状であることが好ましい。固形な
いしペースト状のシリコーンオイルの融点は３０〜１０
５℃であることが好ましい。シリコーンオイルはアミノ
基，エポキシ基，カルボキシル基，水産基，ビニル基，
メルカプト基，アルキル基などの官能基を導入したもの
あるがアルキル基変性シリコーンオイルが好ましい。ア
クリルポリマー，ウレタンポリマーから誘導されるゲル
ベース材料とする系に添加する物質の融点は３０〜１０
５℃のワックスであることが好ましい。ワックスにはパ
ラフィンワックス，マイクロクリスタルワックス，低分
子ポリエチレンワックス、高級アルコール，高級脂肪酸
エステルなどがある。もちろん変性したワックスを使用
してもよい。融点が２０〜８０℃の可塑剤，α−オレフ
ィンはワックス代替としても可能である。
【００２１】熱伝導性フィラーは窒化物，炭化物，金属
酸化物があり一種または二種以上の混合物が好適に用い
られる。
酸化物があり一種または二種以上の混合物が好適に用い
られる。
【００２２】熱伝導性ゴム，熱伝導性ゲル，熱伝導性樹
脂は、ゴム，ゲル，樹脂に熱伝導性フィラーを添加しコ
ンパウンドにしたものでありこれをシート状などのさま
ざまな形に成形したものである。熱伝導性ゴム，熱伝導
性ゲル，熱伝導性樹脂には取り扱い性をよくするため基
材を入れてもよい。基材は織布，編物，不織布，プラス
チックフィルム，金属箔から選ばれるのが好ましい。
脂は、ゴム，ゲル，樹脂に熱伝導性フィラーを添加しコ
ンパウンドにしたものでありこれをシート状などのさま
ざまな形に成形したものである。熱伝導性ゴム，熱伝導
性ゲル，熱伝導性樹脂には取り扱い性をよくするため基
材を入れてもよい。基材は織布，編物，不織布，プラス
チックフィルム，金属箔から選ばれるのが好ましい。
【００２３】熱伝導性ゴム，熱伝導性ゲル，熱伝導性樹
脂には電磁波シールド効果を付与してもよい。電磁波シ
ールド効果を付与するには金属粉またはフェライト粉末
を５０〜９５重量％添加するのが好ましい。
脂には電磁波シールド効果を付与してもよい。電磁波シ
ールド効果を付与するには金属粉またはフェライト粉末
を５０〜９５重量％添加するのが好ましい。
【００２４】また、本発明のシートの少なくとも片面に
形成する薄膜補強層は、架橋密度を高くすることにより
形成できる。例えば、放熱シートを構成する樹脂分を硬
化させる架橋成分を放熱シート表面に多く存在させ硬度
を硬くする。
形成する薄膜補強層は、架橋密度を高くすることにより
形成できる。例えば、放熱シートを構成する樹脂分を硬
化させる架橋成分を放熱シート表面に多く存在させ硬度
を硬くする。
【００２５】本発明の熱軟化放熱シートは取り扱いは通
常の熱伝導性シリコーンゲルと同じである。
常の熱伝導性シリコーンゲルと同じである。
【００２６】熱伝導性シリコーンゲルであるため発熱素
子と放熱体との密着性がよく熱抵抗値は低い。しかし、
発熱素子から発生する熱によって軟化し発熱素子と放熱
体の間隙を隙間なく埋めると同時に発熱素子と放熱体に
狭持してあるため、圧力によって熱軟化放熱シート自体
薄くなり、熱抵抗値はさらに低下する。
子と放熱体との密着性がよく熱抵抗値は低い。しかし、
発熱素子から発生する熱によって軟化し発熱素子と放熱
体の間隙を隙間なく埋めると同時に発熱素子と放熱体に
狭持してあるため、圧力によって熱軟化放熱シート自体
薄くなり、熱抵抗値はさらに低下する。
【００２７】シリコーンゲルは白金触媒による付加型で
あることが好ましく、市販されているものでよい。この
中でも粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓ，針入度が５
０以上（ＡＳＴＭ Ｄ１４０３ １／４コーン）である
ものがさらに好ましい。シリコーンゲルに熱伝導性フィ
ラーを添加したコンパウンドの粘度を低下させるため反
応希釈剤を添加してもよい。反応希釈剤はベースゲルと
なるポリマーの重合度が低いポリマー成分が好ましく用
いられる。シリコーンゲルには可塑剤としてシリコーン
オイルを添加してもよい。シリコーンオイルには変性シ
リコーンも含まれる。シリコーンゲルには難燃性を付与
するため難燃剤を添加してもよい。難燃剤には金属水酸
化物，金属酸化物，塩化白金酸，アルコール変性塩化白
金酸，白金オレフィン錯体などから一種あるいは二種混
合で選択される。シリコーンゲルには酸化防止剤を添加
してもよい。酸化防止剤には金属酸化物，金属水酸化物
があり具体的には酸化セリウム，水酸化セリウム，酸化
鉄などがあり一種あるいは二種混合で選択される。
あることが好ましく、市販されているものでよい。この
中でも粘度が１５０〜１５００ｍＰａ・ｓ，針入度が５
０以上（ＡＳＴＭ Ｄ１４０３ １／４コーン）である
ものがさらに好ましい。シリコーンゲルに熱伝導性フィ
ラーを添加したコンパウンドの粘度を低下させるため反
応希釈剤を添加してもよい。反応希釈剤はベースゲルと
なるポリマーの重合度が低いポリマー成分が好ましく用
いられる。シリコーンゲルには可塑剤としてシリコーン
オイルを添加してもよい。シリコーンオイルには変性シ
リコーンも含まれる。シリコーンゲルには難燃性を付与
するため難燃剤を添加してもよい。難燃剤には金属水酸
化物，金属酸化物，塩化白金酸，アルコール変性塩化白
金酸，白金オレフィン錯体などから一種あるいは二種混
合で選択される。シリコーンゲルには酸化防止剤を添加
してもよい。酸化防止剤には金属酸化物，金属水酸化物
があり具体的には酸化セリウム，水酸化セリウム，酸化
鉄などがあり一種あるいは二種混合で選択される。
【００２８】アクリルポリマーに導入される架橋点とな
る官能基は水酸基，カルボキシル基，エポキシ基，アミ
ノ基，イソシアネート基などがあるがこれらのうち水酸
基であることが好ましい。架橋剤は官能基の種類に応じ
て使い分ける。例としては官能基が水酸基である場合は
イソシアネート基が選択される。ゲル化するには架橋密
度を減らす必要がありこれは架橋点となる官能基の数を
選らしたり架橋剤の添加量を減らしたりして硬度を調整
する。
る官能基は水酸基，カルボキシル基，エポキシ基，アミ
ノ基，イソシアネート基などがあるがこれらのうち水酸
基であることが好ましい。架橋剤は官能基の種類に応じ
て使い分ける。例としては官能基が水酸基である場合は
イソシアネート基が選択される。ゲル化するには架橋密
度を減らす必要がありこれは架橋点となる官能基の数を
選らしたり架橋剤の添加量を減らしたりして硬度を調整
する。
【００２９】ウレタンゲルはポリイソシアネートと活性
水素をもった化合物で構成される。ポリイソシアネート
にはトリレンジイソシアネート，ジフェニルメタンジイ
ソシアネート，ポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネート，ヘキサメチレンジイソシアネート，キシリレン
イソシアネートなどがある。
水素をもった化合物で構成される。ポリイソシアネート
にはトリレンジイソシアネート，ジフェニルメタンジイ
ソシアネート，ポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネート，ヘキサメチレンジイソシアネート，キシリレン
イソシアネートなどがある。
【００３０】活性水素をもった化合物にはポリエーテル
ポリオール，ポリエステルポリオール，アクリルポリオ
ールが代表例であり具体的にはポリエチレングリコー
ル，ポリオキシプロピレングリコール，ジエチレングリ
コール，ジプロピレングリコール，エポキシ樹脂，ひま
し油などがある。ゲル化するには架橋密度を減らす必要
があり、これは架橋点となる官能基の数を減らしたり架
橋剤の添加量を減らすことにより硬度を調整できる。
ポリオール，ポリエステルポリオール，アクリルポリオ
ールが代表例であり具体的にはポリエチレングリコー
ル，ポリオキシプロピレングリコール，ジエチレングリ
コール，ジプロピレングリコール，エポキシ樹脂，ひま
し油などがある。ゲル化するには架橋密度を減らす必要
があり、これは架橋点となる官能基の数を減らしたり架
橋剤の添加量を減らすことにより硬度を調整できる。
【００３１】アクリルゲル，ウレタンゲルに熱伝導性フ
ィラーを添加したコンパウンドの粘度を低下させるため
反応希釈剤を添加してもよい。反応希釈剤はベースゲル
となるポリマーの重合度が低いポリマー成分が好ましく
用いられる。
ィラーを添加したコンパウンドの粘度を低下させるため
反応希釈剤を添加してもよい。反応希釈剤はベースゲル
となるポリマーの重合度が低いポリマー成分が好ましく
用いられる。
【００３２】アクリルゲル，ウレタンゲルには粘着付与
剤を添加してもよく、粘着付与剤としてはロジン系及び
ロジン誘導体，テルペン系，石油樹脂系，スチレン系，
フェノール系，クロマン・インデン系などがある。
剤を添加してもよく、粘着付与剤としてはロジン系及び
ロジン誘導体，テルペン系，石油樹脂系，スチレン系，
フェノール系，クロマン・インデン系などがある。
【００３３】アクリルゲル，ウレタンゲルには軟化剤，
可塑剤を必要に応じて添加してもよい。これらには液体
のポリブテン，ナフテン系オイルなどがある。
可塑剤を必要に応じて添加してもよい。これらには液体
のポリブテン，ナフテン系オイルなどがある。
【００３４】アクリルゲル，ウレタンゲルには酸化防止
剤を添加してもよい。酸化防止剤にはフェノール系，燐
系があり代表例として２，６−ｔ−ブチル−４−メチル
フェノール，トリスノニルフェニルホスファイトなどが
あり、どれを用いてもよい。
剤を添加してもよい。酸化防止剤にはフェノール系，燐
系があり代表例として２，６−ｔ−ブチル−４−メチル
フェノール，トリスノニルフェニルホスファイトなどが
あり、どれを用いてもよい。
【００３５】アクリルゲル，ウレタンゲルには難燃性を
付与するため難燃剤を添加してもよい。脱ハロゲンで難
燃性を付与するためには、金属水酸化物，金属酸化物，
硼素化合物，鉄化合物，燐系化合物，燐酸系化合物，シ
リコーンパウダーなどから一種あるいは二種混合で選択
される。
付与するため難燃剤を添加してもよい。脱ハロゲンで難
燃性を付与するためには、金属水酸化物，金属酸化物，
硼素化合物，鉄化合物，燐系化合物，燐酸系化合物，シ
リコーンパウダーなどから一種あるいは二種混合で選択
される。
【００３６】アクリルゲル，ウレタンゲルにはその他、
反応促進剤，発泡剤，耐電防止剤などを必要に応じて添
加してもよい。
反応促進剤，発泡剤，耐電防止剤などを必要に応じて添
加してもよい。
【００３７】熱伝導性フィラーは金属酸化物，窒化物，
炭化物，金属粉，炭素繊維などが挙げられる。金属酸化
物には酸化アルミニウム，酸化亜鉛，酸化マグネシウ
ム、窒化物には窒化珪素，窒化アルミニウム，窒化硼
素、炭化物には炭化珪素，炭化硼素、金属粉には銀，
銅，金，アルミニウム、炭素繊維にはピッチ系，ポリア
クリロニトリル（ＰＡＮ）系などがありこれらから一種
または二種以上の混合物が好適に用いられる。
炭化物，金属粉，炭素繊維などが挙げられる。金属酸化
物には酸化アルミニウム，酸化亜鉛，酸化マグネシウ
ム、窒化物には窒化珪素，窒化アルミニウム，窒化硼
素、炭化物には炭化珪素，炭化硼素、金属粉には銀，
銅，金，アルミニウム、炭素繊維にはピッチ系，ポリア
クリロニトリル（ＰＡＮ）系などがありこれらから一種
または二種以上の混合物が好適に用いられる。
【００３８】熱伝導性フィラーの形状は球状，鱗片状，
フレーク状，繊維状，針状などがありどの形状を用いて
もよい。また、添加する熱伝導フィラーの形状は一種類
のみにする必要はなく二種以上の形状の混合物にしても
よい。
フレーク状，繊維状，針状などがありどの形状を用いて
もよい。また、添加する熱伝導フィラーの形状は一種類
のみにする必要はなく二種以上の形状の混合物にしても
よい。
【００３９】熱伝導性フィラーにはシランカップリング
剤処理をしてもよい。カップリング剤としてはシランカ
ップリング剤，チタンカップリング剤, アルミニウムカ
ップリング剤などがありどれを用いてもよい。カップリ
ング剤の好ましい配合量は熱伝導性フィラー１００重量
部に対して０．０５〜２重量％である。
剤処理をしてもよい。カップリング剤としてはシランカ
ップリング剤，チタンカップリング剤, アルミニウムカ
ップリング剤などがありどれを用いてもよい。カップリ
ング剤の好ましい配合量は熱伝導性フィラー１００重量
部に対して０．０５〜２重量％である。
【００４０】熱伝導性ゴムのベースゴムとしてはシリコ
ーンゴム，アクリルゴム，ブチルゴムなどに熱伝導性フ
ィラーを添加したものでありその熱伝導性フィラーは前
記したものと同様である。熱伝導性ゲルはシリコーンゲ
ル，アクリルゲル，ウレタンゲルなどに熱伝導性フィラ
ーを添加したもの，熱伝導性樹脂はエポキシ樹脂，アク
リル樹脂，ポリエチレン樹脂などに熱伝導性フィラーを
添加したものである。これら熱伝導性ゴム層，ゲル層，
樹脂層は積層される熱軟化シートより硬度が低いことが
好ましい。
ーンゴム，アクリルゴム，ブチルゴムなどに熱伝導性フ
ィラーを添加したものでありその熱伝導性フィラーは前
記したものと同様である。熱伝導性ゲルはシリコーンゲ
ル，アクリルゲル，ウレタンゲルなどに熱伝導性フィラ
ーを添加したもの，熱伝導性樹脂はエポキシ樹脂，アク
リル樹脂，ポリエチレン樹脂などに熱伝導性フィラーを
添加したものである。これら熱伝導性ゴム層，ゲル層，
樹脂層は積層される熱軟化シートより硬度が低いことが
好ましい。
【００４１】積層は熱伝導性ゴム，ゲル，樹脂の上に熱
軟化シートの硬化前のコンパウンドをプレス成型，押し
出し成形，カレンダー成形，ドクタープレート法でおこ
なうのがよく、いずれを用いてもよい。
軟化シートの硬化前のコンパウンドをプレス成型，押し
出し成形，カレンダー成形，ドクタープレート法でおこ
なうのがよく、いずれを用いてもよい。
【００４２】基材の織布の材質は硝子繊維，アラミド繊
維，ポリエステル繊維などがある。不織布には硝子、プ
ラスチックフィルムにはポリエステル，ポリエチレン，
ポリプロピレン，ポリイミド、金属箔にはアルミ箔，銅
箔などがありどれを用いてもよい。
維，ポリエステル繊維などがある。不織布には硝子、プ
ラスチックフィルムにはポリエステル，ポリエチレン，
ポリプロピレン，ポリイミド、金属箔にはアルミ箔，銅
箔などがありどれを用いてもよい。
【００４３】電磁波シールド効果を付与するため熱伝導
性ゴム，ゲル，樹脂に添加する金属粉には銀，銅，アル
ミニウムなどがフェライト粉末には一般式Ｍ2+・Ｆｅ2
Ｏ3（Ｍ＝Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ）で表せるソ
フトフェライトと一般式ＭＯ・６Ｆｅ2Ｏ3（Ｍ＝Ｂ
ａ2+，Ｓｒ2+）などがある。
性ゴム，ゲル，樹脂に添加する金属粉には銀，銅，アル
ミニウムなどがフェライト粉末には一般式Ｍ2+・Ｆｅ2
Ｏ3（Ｍ＝Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ）で表せるソ
フトフェライトと一般式ＭＯ・６Ｆｅ2Ｏ3（Ｍ＝Ｂ
ａ2+，Ｓｒ2+）などがある。
【００４４】さらにシリカ，金属酸化物，プラスチック
などにメッキを施したものでもよい。形状は球状，鱗片
状，フレーク状，繊維状，針状などがありどの形状を用
いてもよい。また、添加するフィラーの形状は一種類の
みにする必要はなく二種以上の形状の混合物にしてもよ
い。むろんフィラーにはカップリング処理してもよい。
などにメッキを施したものでもよい。形状は球状，鱗片
状，フレーク状，繊維状，針状などがありどの形状を用
いてもよい。また、添加するフィラーの形状は一種類の
みにする必要はなく二種以上の形状の混合物にしてもよ
い。むろんフィラーにはカップリング処理してもよい。
【００４５】図１は本発明の一実施態様の熱軟化シート
１の概略断面図を示し、図２は本発明の一実施態様の熱
軟化シート１に熱伝導性ゴム層，ゲル層，樹脂層等の補
強層２を積層した概略断面図である。
１の概略断面図を示し、図２は本発明の一実施態様の熱
軟化シート１に熱伝導性ゴム層，ゲル層，樹脂層等の補
強層２を積層した概略断面図である。
【００４６】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。
説明する。
【００４７】
【実施例１】シリコーンゲル１００重量部（ＳＥ１８８
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム３７５重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム３７５重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
【００４８】
【実施例２】ポリウレタン１００重量部とポリウレタン
の１％の硬化剤（ＫＢＫＲＴ１６日本エヌエスシー
（株）製）にパラフィン２５重量部（パラフィンワック
ス１１５ 日本精蝋株式会社）に酸化アルミニウム１２
５重量部（ＡＬ３０ 昭和電工（株）製），鉄黒 ６．
２５量部添加して混練りしてコンパウンドにした。これ
を８０℃、３０分のプレス成型によって１ｍｍ厚みのシ
ートを得た。
の１％の硬化剤（ＫＢＫＲＴ１６日本エヌエスシー
（株）製）にパラフィン２５重量部（パラフィンワック
ス１１５ 日本精蝋株式会社）に酸化アルミニウム１２
５重量部（ＡＬ３０ 昭和電工（株）製），鉄黒 ６．
２５量部添加して混練りしてコンパウンドにした。これ
を８０℃、３０分のプレス成型によって１ｍｍ厚みのシ
ートを得た。
【００４９】
【比較例１】シリコーンゲル１００重量部（ＳＥ１８８
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に酸化アルミニウ
ム３００重量部（ＡＬ３０ 昭和電工（株）製），鉄黒
５重量部添加して混練りしてコンパウンドにした。こ
れを８０℃、３０分のプレス成型によって１ｍｍ厚みの
シートを得た。
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に酸化アルミニウ
ム３００重量部（ＡＬ３０ 昭和電工（株）製），鉄黒
５重量部添加して混練りしてコンパウンドにした。こ
れを８０℃、３０分のプレス成型によって１ｍｍ厚みの
シートを得た。
【００５０】
【比較例２】ポリウレタン１００重量部とポリウレタン
に対して１重量％の硬化剤（ＫＢＫＲＴ１６ 日本エヌ
エスシー（株）製）に酸化アルミニウム１００重量部
（ＡＬ３０ 昭和電工（株）製），鉄黒 ５重量部添加
して混練りしてコンパウンドにした。これを８０℃、３
０分のプレス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
に対して１重量％の硬化剤（ＫＢＫＲＴ１６ 日本エヌ
エスシー（株）製）に酸化アルミニウム１００重量部
（ＡＬ３０ 昭和電工（株）製），鉄黒 ５重量部添加
して混練りしてコンパウンドにした。これを８０℃、３
０分のプレス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
【００５１】これらの結果を以下に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【実施例３】熱伝導ゴム，ゲルに下記熱軟化ゲルを積層
した例を説明する。
した例を説明する。
【００５４】シリコーンゲル１００重量部（ＳＥ１８８
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム５００重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム５００重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
【００５５】
【実施例４】シリコーンゲル１００重量部（ＳＥ１８８
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム５００重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム５００重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
【００５６】
【比較例３】シリコーンゲル１００重量部（ＳＥ１８８
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム５００重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
５ 東レ・ダウコーニング（株）製）に固形シリコーン
オイル２５重量部（ＫＦ９１０ 信越化学工業（株）
製）に酸化アルミニウム５００重量部（ＡＬ３０ 昭和
電工（株）製），鉄黒 ６．２５重量部添加して混練り
してコンパウンドにした。これを８０℃、３０分のプレ
ス成型によって１ｍｍ厚みのシートを得た。
【００５７】これらの結果を以下に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】以上説明したとおり、本発明の実施例によ
れば、放熱シート自体が熱によって軟化し発熱素子や放
熱体の密着度を高めることで接触熱抵抗値を低下させ、
さらに放熱シート自体の熱伝導率も高いので半導体等の
ヒートシンクの放熱体として有用である。
れば、放熱シート自体が熱によって軟化し発熱素子や放
熱体の密着度を高めることで接触熱抵抗値を低下させ、
さらに放熱シート自体の熱伝導率も高いので半導体等の
ヒートシンクの放熱体として有用である。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の熱軟化放
熱シートは、熱伝導率が同じでも熱抵抗値が低くなる。
また、密着がよいゲルシートが発熱素子から発生する熱
によって軟化するため、さらに密着がよくなり、厚みが
薄くなるため熱抵抗値が低くなる。さらに熱伝導性ゴ
ム，ゲル，樹脂に熱軟化シートを積層すると、取り扱い
性が良好になる。
熱シートは、熱伝導率が同じでも熱抵抗値が低くなる。
また、密着がよいゲルシートが発熱素子から発生する熱
によって軟化するため、さらに密着がよくなり、厚みが
薄くなるため熱抵抗値が低くなる。さらに熱伝導性ゴ
ム，ゲル，樹脂に熱軟化シートを積層すると、取り扱い
性が良好になる。
【図１】本発明の一実施態様の熱軟化シートの概略断面
図
図
【図２】本発明の一実施態様の熱軟化シートに補強層を
積層した概略断面図
積層した概略断面図
１ 熱軟化シート ２ 補強層
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 23/373 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｗ Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｕ 9/00 Ｃ０９Ｋ 5/00 Ｄ Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｍ Ｆターム(参考） 4F071 AA20 AA31 AA53 AA67 AA71 AB07 AB18 AF44 BB03 BB04 BB06 BC01 4J002 AE03X AG003 BB10X BB16X BG00W BG103 CK02W CP03W CP03X DA076 DE076 DE106 DE146 DF016 DJ006 DK006 FA043 FD116 FD206 GF00 5E321 BB21 BB32 BB41 BB44 GG05 GH03 5E322 FA04 5F036 AA01 BB21 BD21
Claims (15)
- 【請求項１】高分子ゲル（Ａ）と、常温では固形ないし
ペースト状で加熱すると液体になる化合物（Ｂ）と、熱
伝導性フィラー（Ｃ）とを含む組成物からなる放熱シー
トであって、加熱によって軟化することを特徴とする熱
軟化放熱シート。 - 【請求項２】高分子ゲル（Ａ）と、常温では固形ないし
ペースト状で加熱すると液体になる化合物（Ｂ）と、熱
伝導性フィラー（Ｃ）を含む組成物の配合割合が、高分
子ゲル（Ａ）を１００重量部としたとき、化合物（Ｂ）
が５〜２４０重量部の範囲、熱伝導フィラー（Ｃ）が１
００〜１００００重量部の範囲である請求項１に記載の
熱軟化放熱シート。 - 【請求項３】高分子ゲル（Ａ）がシリコーンゲル、アク
リルゲル及びウレタンゲルから選ばれる少なくとも一つ
のゲルである請求項１または２に記載の熱軟化放熱シー
ト。 - 【請求項４】化合物Ｂが液体になる温度（融点または軟
化点）が３０〜１０５℃の範囲である請求項１〜３のい
ずれかに記載の熱軟化放熱シート。 - 【請求項５】化合物Ｂが、融点３０〜１０５℃の範囲の
シリコーンオイル、融点３０〜１０５℃の範囲のワック
ス、融点３０〜８０℃の範囲のα−オレフィンでから選
ばれる少なくとも一つの物質である請求項１〜４のいず
れかに記載の熱軟化放熱シート。 - 【請求項６】熱伝導性フィラーが金属酸化物，窒化物，
炭化物，金属粉，炭素繊維から選ばれる少なくとも一つ
である請求項１〜５のいずれかに記載の熱軟化放熱シー
ト。 - 【請求項７】放熱シートの軟化温度が３５〜１０５℃の
範囲である請求項１〜６のいずれかに記載の熱軟化放熱
シート。 - 【請求項８】放熱シートの熱伝導率が０．５〜４０Ｗ／
ｍ・Ｋの範囲である請求項１〜７のいずれかに記載の熱
軟化放熱シート。 - 【請求項９】放熱シートの熱抵抗値が０．００５〜１０
℃・inch2／Ｗの範囲である請求項１〜８のいずれかに
記載の熱軟化放熱シート。 - 【請求項１０】熱軟化放熱シートの少なくとも片面をゴ
ム状に硬化させて薄膜補強層とした請求項１〜９のいず
れかに記載の熱軟化放熱シート。 - 【請求項１１】請求項１〜９のいずれかに記載の熱軟化
放熱シートが、熱伝導性ゴムシート、熱伝導性ゲルシー
ト及び熱伝導性樹脂シートから選ばれる少なくとも一つ
の熱伝導性シートに積層されていることを特徴とする放
熱シート。 - 【請求項１２】熱伝導性シートに基材が挿入されている
請求項１１に記載の放熱シート。 - 【請求項１３】請求項１〜９のいずれかに記載の熱軟化
放熱シートの内層にさらに基材が挿入されていることを
特徴とする放熱シート。 - 【請求項１４】基材が織布、編物、不織布、プラスチッ
クフィルム及び金属箔から選ばれる少なくとも一つであ
る請求項１２または１３に記載の放熱シート。 - 【請求項１５】熱伝導性シートが、電磁波シールド性の
ある熱伝導性ゴム、熱伝導性ゲル及び熱伝導性樹脂から
選ばれる少なくとも一つである請求項１１または１２に
記載の放熱シート。
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|---|---|---|---|
| JP2001032883A JP3712943B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 熱軟化放熱シート及びこれを用いた放熱シート |
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|---|---|---|---|
| JP2001032883A JP3712943B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 熱軟化放熱シート及びこれを用いた放熱シート |
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|---|---|
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- 2001-02-08 JP JP2001032883A patent/JP3712943B2/ja not_active Expired - Fee Related
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