JP2002254456A - 熱伝導性シート状物、回路基板および熱伝導性シート状物の製造方法 - Google Patents
熱伝導性シート状物、回路基板および熱伝導性シート状物の製造方法Info
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量化され、低価格かつ高性能な熱伝導性シ
ート状物とその製造方法、及びこのような熱伝導性シー
ト状物を備えた回路基板を提供する。 【解決手段】 連続気泡を内包する軟質樹脂発泡体５
に、微細な熱伝導性材料を含浸させ、これを加熱しつつ
１／２〜１／２０厚みに圧縮する熱伝導性シートの製造
方法と、この方法により得られた熱伝導性シートと、こ
の熱伝導性シートを備えた回路基板。
ート状物とその製造方法、及びこのような熱伝導性シー
ト状物を備えた回路基板を提供する。 【解決手段】 連続気泡を内包する軟質樹脂発泡体５
に、微細な熱伝導性材料を含浸させ、これを加熱しつつ
１／２〜１／２０厚みに圧縮する熱伝導性シートの製造
方法と、この方法により得られた熱伝導性シートと、こ
の熱伝導性シートを備えた回路基板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱伝導性シート状
物、回路基板および熱伝導性シート状物の製造方法に関
し、詳しくは、各種電子機器内に装着可能な軽量かつ軟
質の熱伝導性シート状物とこれを備えた回路基板および
熱伝導性シート状物の製造方法に関する。
物、回路基板および熱伝導性シート状物の製造方法に関
し、詳しくは、各種電子機器内に装着可能な軽量かつ軟
質の熱伝導性シート状物とこれを備えた回路基板および
熱伝導性シート状物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種電子機器は、一般に、多数の能動あ
るいは受動素子を有する、いわゆる電子デバイスのよう
な電子部品を実装した回路基板を備えており、個々の電
子デバイスはこれから発散される熱を効果的に放出し
て、電子デバイスの過熱を阻止するヒートシンクあるい
はラジエータといった金属製の放熱体が装着されること
が多い。そして、電子デバイスと放熱体とを熱的に結合
させるため、熱伝導率に優れたシート状物（以下、「熱
伝導性シート」ということがある）が介在される。
るいは受動素子を有する、いわゆる電子デバイスのよう
な電子部品を実装した回路基板を備えており、個々の電
子デバイスはこれから発散される熱を効果的に放出し
て、電子デバイスの過熱を阻止するヒートシンクあるい
はラジエータといった金属製の放熱体が装着されること
が多い。そして、電子デバイスと放熱体とを熱的に結合
させるため、熱伝導率に優れたシート状物（以下、「熱
伝導性シート」ということがある）が介在される。
【０００３】このような熱伝導性シートとして、古くは
薄いマイカ板が使用されている。これは、熱伝導性に優
れると共に電気絶縁性にも優れるので、各種電子機器に
多用されてきたが、脆くて欠け易いという欠点があり、
しかも平面以外には使用し難く、多少とも凹凸があるよ
うな箇所では熱伝導性に劣るという欠点がある。
薄いマイカ板が使用されている。これは、熱伝導性に優
れると共に電気絶縁性にも優れるので、各種電子機器に
多用されてきたが、脆くて欠け易いという欠点があり、
しかも平面以外には使用し難く、多少とも凹凸があるよ
うな箇所では熱伝導性に劣るという欠点がある。
【０００４】そのため最近では、マイカ板に替えて熱伝
導性粉体を充填したシリコン樹脂シートや、シリコン樹
脂をパテ状、あるいはグリース状にしたもの等が使用さ
れている。その他、パソコン等の電子機器では集積回路
への熱的影響が大きいため、冷却ファンや冷却装置を備
えて強制的に冷却している場合もある。
導性粉体を充填したシリコン樹脂シートや、シリコン樹
脂をパテ状、あるいはグリース状にしたもの等が使用さ
れている。その他、パソコン等の電子機器では集積回路
への熱的影響が大きいため、冷却ファンや冷却装置を備
えて強制的に冷却している場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
電子機器に対する小形化、軽量化の要請に伴い、電子デ
バイスも小形・軽量化、高機能化が進む趨勢にあり、一
層軽量化された熱伝導性シートの出現の要請は依然とし
て強いものがあることに加えて、上記従来技術のシリコ
ン樹脂はバインダー効果を維持させるために、熱伝導性
粉体を高密度に充填させることができないという問題が
ある。
電子機器に対する小形化、軽量化の要請に伴い、電子デ
バイスも小形・軽量化、高機能化が進む趨勢にあり、一
層軽量化された熱伝導性シートの出現の要請は依然とし
て強いものがあることに加えて、上記従来技術のシリコ
ン樹脂はバインダー効果を維持させるために、熱伝導性
粉体を高密度に充填させることができないという問題が
ある。
【０００６】そのような実情に鑑み、本発明者は、通気
性を有する樹脂発泡体の内部に微細な熱伝導性粒子を高
密度に充填させることにより、比較的安価に、樹脂発泡
体のもつ軽量性、および加工し易さを発揮して、優れた
熱伝導性シートを実現できることを見出して、本発明を
完成した。
性を有する樹脂発泡体の内部に微細な熱伝導性粒子を高
密度に充填させることにより、比較的安価に、樹脂発泡
体のもつ軽量性、および加工し易さを発揮して、優れた
熱伝導性シートを実現できることを見出して、本発明を
完成した。
【０００７】従って、本発明の目的は、軽量化され、低
価格かつ高性能な熱伝導性シート状物とその製造方法、
及びこのような熱伝導性シート状物を備えた回路基板を
提供することにある。
価格かつ高性能な熱伝導性シート状物とその製造方法、
及びこのような熱伝導性シート状物を備えた回路基板を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は各請求項記載
の発明により達成される。すなわち、本発明に係る熱伝
導性シート状物の製造方法の特徴構成は、連続気泡を内
包する軟質樹脂発泡体に、微細な熱伝導性材料を含浸さ
せ、これを加熱しつつ１／２〜１／２０厚みに圧縮する
ことにある。
の発明により達成される。すなわち、本発明に係る熱伝
導性シート状物の製造方法の特徴構成は、連続気泡を内
包する軟質樹脂発泡体に、微細な熱伝導性材料を含浸さ
せ、これを加熱しつつ１／２〜１／２０厚みに圧縮する
ことにある。
【０００９】この構成によれば、軟質樹脂発泡体の連続
気泡内に、微細な熱伝導性材料を含浸させて、これを熱
圧着するので、単位体積当たりの熱伝導性材料が極めて
多い高密度な熱伝導性シート状物を製造することができ
る。しかも、圧縮体であることから、小形化した電子デ
バイスにぴったりと密着させることができ、効率よく熱
伝達が可能となると共に、パイプ状の放熱体を内包させ
るような場合にも、パイプ形状に沿って密着させること
ができ、加工性にも優れて都合がよい。この場合、熱圧
縮による最終厚みが当初の厚みの１／２を越えると、含
浸された熱伝導性材料の密度が低く、単位体積当たり含
浸量が少なくなり、高い熱伝導性を発揮しえなくて好ま
しくなく、当初の厚みの１／２０未満であると、熱伝導
性を阻害する気泡を著しく減少させることはできるが、
シート自体が過剰に圧縮されて好ましくなく、かつ密度
は高くなるが、軽量性に欠けるために好ましくない。そ
の結果、軽量化され、低価格かつ高性能な熱伝導性シー
ト状物の製造方法を提供できた。尚、本明細書において
シート状物とは、シートあるいはフィルムなど、長さあ
るいは幅に対して厚みの薄い物を総称した概念として使
用するものとする。
気泡内に、微細な熱伝導性材料を含浸させて、これを熱
圧着するので、単位体積当たりの熱伝導性材料が極めて
多い高密度な熱伝導性シート状物を製造することができ
る。しかも、圧縮体であることから、小形化した電子デ
バイスにぴったりと密着させることができ、効率よく熱
伝達が可能となると共に、パイプ状の放熱体を内包させ
るような場合にも、パイプ形状に沿って密着させること
ができ、加工性にも優れて都合がよい。この場合、熱圧
縮による最終厚みが当初の厚みの１／２を越えると、含
浸された熱伝導性材料の密度が低く、単位体積当たり含
浸量が少なくなり、高い熱伝導性を発揮しえなくて好ま
しくなく、当初の厚みの１／２０未満であると、熱伝導
性を阻害する気泡を著しく減少させることはできるが、
シート自体が過剰に圧縮されて好ましくなく、かつ密度
は高くなるが、軽量性に欠けるために好ましくない。そ
の結果、軽量化され、低価格かつ高性能な熱伝導性シー
ト状物の製造方法を提供できた。尚、本明細書において
シート状物とは、シートあるいはフィルムなど、長さあ
るいは幅に対して厚みの薄い物を総称した概念として使
用するものとする。
【００１０】前記軟質樹脂発泡体はその独立気泡率が５
０％以下であると共に、前記熱伝導性材料を２０〜９９
ｗｔ％含むことが好ましい。
０％以下であると共に、前記熱伝導性材料を２０〜９９
ｗｔ％含むことが好ましい。
【００１１】この構成によれば、一層高密度に熱伝導性
材料を含ませた熱伝導性シート状物の製造方法を提供す
ることができ都合がよい。軟質樹脂発泡体の独立気泡体
が５０％を越えると、微細な熱伝導性材料を付着させる
泡面が少なくなって好ましくない。独立気泡体は０〜３
０％であることがより好ましい。
材料を含ませた熱伝導性シート状物の製造方法を提供す
ることができ都合がよい。軟質樹脂発泡体の独立気泡体
が５０％を越えると、微細な熱伝導性材料を付着させる
泡面が少なくなって好ましくない。独立気泡体は０〜３
０％であることがより好ましい。
【００１２】更に、含浸される熱伝導性材料が２０ｗｔ
％未満では、熱伝導性が小さくて好ましくなく、熱伝導
性材料が９９ｗｔ％を越えると、バインダー等を含ませ
た場合に、バインダーの機能が発揮できなくなったり、
重量が重くなったりして好ましくない。尚、バインダー
としては、特に限定されるものではないが、各種合成樹
脂を含む有機バインダーをエマルジョンにして用いるこ
とが好ましい。この有機バインダーに熱伝導性材料をス
ラリー状に分散させた後、これを樹脂発泡体に含浸させ
て乾燥すると、樹脂発泡体の連続気泡内面に、強固に熱
伝導性材料を付着させることができるからである。
％未満では、熱伝導性が小さくて好ましくなく、熱伝導
性材料が９９ｗｔ％を越えると、バインダー等を含ませ
た場合に、バインダーの機能が発揮できなくなったり、
重量が重くなったりして好ましくない。尚、バインダー
としては、特に限定されるものではないが、各種合成樹
脂を含む有機バインダーをエマルジョンにして用いるこ
とが好ましい。この有機バインダーに熱伝導性材料をス
ラリー状に分散させた後、これを樹脂発泡体に含浸させ
て乾燥すると、樹脂発泡体の連続気泡内面に、強固に熱
伝導性材料を付着させることができるからである。
【００１３】前記軟質樹脂発泡体がポリウレタン樹脂、
シリコン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂から選ばれたもの
であると共に、前記熱伝導性材料がアルミナ、シリカ、
酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ニッケル、酸
化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、炭化珪素、炭化チタン、
炭化タンタル、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ
素、酸化ベリリウム、銀、銅、アルミニウム、ニッケ
ル、ガラス、グラファイトのいずれか又はこれらの混合
物であることが好ましい。上記した酸化物、炭化物、窒
化物はいずれも熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上あって都
合がよく、この内、特にアルミナ、シリカ、酸化亜鉛、
炭化珪素は安価であって好ましい。
シリコン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂から選ばれたもの
であると共に、前記熱伝導性材料がアルミナ、シリカ、
酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ニッケル、酸
化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、炭化珪素、炭化チタン、
炭化タンタル、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ
素、酸化ベリリウム、銀、銅、アルミニウム、ニッケ
ル、ガラス、グラファイトのいずれか又はこれらの混合
物であることが好ましい。上記した酸化物、炭化物、窒
化物はいずれも熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上あって都
合がよく、この内、特にアルミナ、シリカ、酸化亜鉛、
炭化珪素は安価であって好ましい。
【００１４】この構成によれば、軟質樹脂発泡体として
連続気泡を多く形成可能であって都合がよく、特にポリ
ウレタン樹脂からなる発泡体は、微細な熱伝導性材料の
含浸処理がし易く、しかも安価であって都合がよい。
又、熱伝導性材料としては、装着される箇所に絶縁性が
要求される場合には、無機系の酸化物、炭化物、窒化物
などからなる材料が好ましく、使用される電子デバイス
がＬＳＩパッケージのようにそれ自体が絶縁されている
場合には、上記した金属系の材料やグラファイトであっ
てもよく、これらの適宜の組み合わせからなる混合物を
用途に応じて用いてもよい。
連続気泡を多く形成可能であって都合がよく、特にポリ
ウレタン樹脂からなる発泡体は、微細な熱伝導性材料の
含浸処理がし易く、しかも安価であって都合がよい。
又、熱伝導性材料としては、装着される箇所に絶縁性が
要求される場合には、無機系の酸化物、炭化物、窒化物
などからなる材料が好ましく、使用される電子デバイス
がＬＳＩパッケージのようにそれ自体が絶縁されている
場合には、上記した金属系の材料やグラファイトであっ
てもよく、これらの適宜の組み合わせからなる混合物を
用途に応じて用いてもよい。
【００１５】熱伝導性材料の平均粒子径は、０．１〜５
００μｍであることが好ましい。平均粒子径が０．１μ
ｍ未満の粉体は高価であり、製造コストが高くなって好
ましくなく、５００μｍを越えると樹脂発泡体の連続気
泡の内面に高密度に付着させ難くなって好ましくない。
００μｍであることが好ましい。平均粒子径が０．１μ
ｍ未満の粉体は高価であり、製造コストが高くなって好
ましくなく、５００μｍを越えると樹脂発泡体の連続気
泡の内面に高密度に付着させ難くなって好ましくない。
【００１６】樹脂発泡体の比重は、０．０１〜０．２で
あることが好ましい。比重が０．０１未満であると、成
形体にしたときの強度が弱くて好ましくなく、０．２を
越えると成形体として柔軟性に欠け、かつ重くなって好
ましくない。
あることが好ましい。比重が０．０１未満であると、成
形体にしたときの強度が弱くて好ましくなく、０．２を
越えると成形体として柔軟性に欠け、かつ重くなって好
ましくない。
【００１７】本発明に係る熱伝導性シート状物の特徴構
成は、請求項１〜３のいずれか１の熱伝導性シート状物
の製造方法により製造されたことにある。
成は、請求項１〜３のいずれか１の熱伝導性シート状物
の製造方法により製造されたことにある。
【００１８】この構成によれば、軽量化され、低価格、
かつ熱伝導性材料が高密度に充填されると共に柔軟性に
も優れ、高性能な熱伝導性シート状物を提供することが
できる。
かつ熱伝導性材料が高密度に充填されると共に柔軟性に
も優れ、高性能な熱伝導性シート状物を提供することが
できる。
【００１９】熱伝導性シート状物にパイプ状放熱体を内
在するようにしてもよい。
在するようにしてもよい。
【００２０】例えば、熱伝導性の良い銅などの金属製パ
イプに冷却水を含ませた構造を備える放熱体を、熱伝導
性シート状物に内在させるようにすると、電子デバイス
が小さく放熱面を大きくできないような場合にも、確実
に熱を外部に伝達することができ放熱させることができ
て都合がよい。
イプに冷却水を含ませた構造を備える放熱体を、熱伝導
性シート状物に内在させるようにすると、電子デバイス
が小さく放熱面を大きくできないような場合にも、確実
に熱を外部に伝達することができ放熱させることができ
て都合がよい。
【００２１】更に、本発明に係る回路基板の特徴構成
は、請求項４又は５の熱伝導性シート状物を電子デバイ
スと放熱体との間に配設したことにある。
は、請求項４又は５の熱伝導性シート状物を電子デバイ
スと放熱体との間に配設したことにある。
【００２２】この構成によれば、軽量化され、低価格、
かつ熱伝導性材料が高密度に充填されると共に柔軟性に
も優れ、高性能な熱伝導性シート状物を備えた回路基板
を提供することができる。
かつ熱伝導性材料が高密度に充填されると共に柔軟性に
も優れ、高性能な熱伝導性シート状物を備えた回路基板
を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。図１は、回路基板の１種である
プリント基板１上に実装された電子デバイス２に、本実
施形態の熱伝導性シート３を装着した断面構造を示す。
すなわち、電子デバイス２の外表面には、熱を効果的に
放散するためアルミニウム押出形材などからなるヒート
シンク４が接合されているが、このヒートシンク４と電
子デバイス２とを熱的に結合させるため、所定サイズの
カット状に形成された熱伝導性シート５ａ’が介在され
ている。
照して詳細に説明する。図１は、回路基板の１種である
プリント基板１上に実装された電子デバイス２に、本実
施形態の熱伝導性シート３を装着した断面構造を示す。
すなわち、電子デバイス２の外表面には、熱を効果的に
放散するためアルミニウム押出形材などからなるヒート
シンク４が接合されているが、このヒートシンク４と電
子デバイス２とを熱的に結合させるため、所定サイズの
カット状に形成された熱伝導性シート５ａ’が介在され
ている。
【００２４】このカット状熱伝導性シート５ａ’は、軟
質樹脂発泡体の１種であるポリウレタン樹脂発泡体（ウ
レタンフォームということがある）に、平均粒子径０．
１〜５００μｍの範囲から適宜選択されたグラファイト
等の熱伝導材料粉を、２０〜９９ｗｔ％の高密度に含浸
させて、当初の厚みの１／２〜１／２０となるように熱
圧縮され形成されている。
質樹脂発泡体の１種であるポリウレタン樹脂発泡体（ウ
レタンフォームということがある）に、平均粒子径０．
１〜５００μｍの範囲から適宜選択されたグラファイト
等の熱伝導材料粉を、２０〜９９ｗｔ％の高密度に含浸
させて、当初の厚みの１／２〜１／２０となるように熱
圧縮され形成されている。
【００２５】次に、熱伝導性シート５の製造方法を、図
２を参照して説明する。従来のポリウレタン樹脂発泡体
の製造技術により独立気泡を５０％以下とし連続気泡を
多くした比重０．０１〜０．２の長尺のウレタンフォー
ムシート５を製造し、これをロール状に巻回したものを
用意する。このようなウレタンフォームとして、炭酸ガ
ス発泡法あるいは水発泡法などの方法により製造された
ものを採用することができる。
２を参照して説明する。従来のポリウレタン樹脂発泡体
の製造技術により独立気泡を５０％以下とし連続気泡を
多くした比重０．０１〜０．２の長尺のウレタンフォー
ムシート５を製造し、これをロール状に巻回したものを
用意する。このようなウレタンフォームとして、炭酸ガ
ス発泡法あるいは水発泡法などの方法により製造された
ものを採用することができる。
【００２６】ロール状をしたウレタンフォームシート５
を、その先端部から順次粉状のグラファイトなどの微細
な熱伝導材料を懸濁させた槽６に浸漬する。粉体状の熱
伝導材料を均一に懸濁させるために、攪拌装置を設けて
適宜槽内を攪拌することが好ましい。熱伝導材料粉を十
分含浸させたウレタンフォームシート５を、槽６から引
上げ乾燥炉７に導入し、熱伝導材料粉をウレタンフォー
ムシート５中の連続気泡表面に乾燥させ固着させる。乾
燥終了後、カッタ８により所定サイズに切断してカット
状の熱伝導性シート５ａとし、これを、ヒータなどの加
熱機構９ａを備えたプレス機９の上下金型内に装填し
て、カット状熱伝導性シート５ａを加熱しながら当初の
厚みの１／２〜１／２０程度に熱圧縮する。このように
して、カット状の熱圧縮された熱伝導性シート５ａ’を
得る。このカット状熱伝導性シート５ａ’を、必要に応
じて更に切断や打抜加工し、最終サイズに容易にするこ
とができる。
を、その先端部から順次粉状のグラファイトなどの微細
な熱伝導材料を懸濁させた槽６に浸漬する。粉体状の熱
伝導材料を均一に懸濁させるために、攪拌装置を設けて
適宜槽内を攪拌することが好ましい。熱伝導材料粉を十
分含浸させたウレタンフォームシート５を、槽６から引
上げ乾燥炉７に導入し、熱伝導材料粉をウレタンフォー
ムシート５中の連続気泡表面に乾燥させ固着させる。乾
燥終了後、カッタ８により所定サイズに切断してカット
状の熱伝導性シート５ａとし、これを、ヒータなどの加
熱機構９ａを備えたプレス機９の上下金型内に装填し
て、カット状熱伝導性シート５ａを加熱しながら当初の
厚みの１／２〜１／２０程度に熱圧縮する。このように
して、カット状の熱圧縮された熱伝導性シート５ａ’を
得る。このカット状熱伝導性シート５ａ’を、必要に応
じて更に切断や打抜加工し、最終サイズに容易にするこ
とができる。
【００２７】このように熱圧縮されたカット状熱伝導性
シート５ａ’は、単位体積当たりの熱伝導材料粉の密度
が極めて高く、熱伝導作用が大きいため、小形化の要求
の高いプリント配線基板などに装着する場合にも適した
ものとなる。
シート５ａ’は、単位体積当たりの熱伝導材料粉の密度
が極めて高く、熱伝導作用が大きいため、小形化の要求
の高いプリント配線基板などに装着する場合にも適した
ものとなる。
【００２８】槽６には、熱伝導材料粉などの他にウレタ
ン系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン等の有機
バインダーを適量含ませることが好ましい。有機バイン
ダーを含ませると、樹脂発泡体内に熱伝導材料粉を強固
に固着できて都合がよい。有機バインダーとしては、他
にアクリル系エマルジョン、エポキシ系エマルジョン、
フェノール系エマルジョン、あるいはこれらの共重合物
などが好適である。
ン系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン等の有機
バインダーを適量含ませることが好ましい。有機バイン
ダーを含ませると、樹脂発泡体内に熱伝導材料粉を強固
に固着できて都合がよい。有機バインダーとしては、他
にアクリル系エマルジョン、エポキシ系エマルジョン、
フェノール系エマルジョン、あるいはこれらの共重合物
などが好適である。
【００２９】
【実施例】次に、本実施形態に従い熱伝導性シート状物
を作成し、熱伝導特性を調べた。その結果を比較例と共
に以下に示すと共に、その測定結果を表１に示す。
を作成し、熱伝導特性を調べた。その結果を比較例と共
に以下に示すと共に、その測定結果を表１に示す。
【００３０】（実施例１）ウレタン系水性エマルジョン
（固形分４５％）１００重量部に、平均粒子径１．５μ
ｍのアルミナ粒子１２０重量部を分散させたスラリー
に、厚み１０ｍｍ、密度０．０２ｇ／ｍ3 の軟質ウレタ
ンフォーム（連続気泡率９９％以上）を浸漬して、スラ
リー含浸ウレタンフォームを作成した。この含浸ウレタ
ンフォームを、ゲージ幅５ｍｍのロール間を通過させ、
余分なスラリーを絞り出し、その後、１２０℃で２時間
乾燥・硬化させた。このようにして作成したシートを２
０ｃｍ角に切り出した後、１８０℃に加熱した２枚の熱
板に挟み、３ｍｍのスペーサーを端部に設置して厚み規
制をし、１２０秒間プレス圧縮してフォームＡを作成し
た。
（固形分４５％）１００重量部に、平均粒子径１．５μ
ｍのアルミナ粒子１２０重量部を分散させたスラリー
に、厚み１０ｍｍ、密度０．０２ｇ／ｍ3 の軟質ウレタ
ンフォーム（連続気泡率９９％以上）を浸漬して、スラ
リー含浸ウレタンフォームを作成した。この含浸ウレタ
ンフォームを、ゲージ幅５ｍｍのロール間を通過させ、
余分なスラリーを絞り出し、その後、１２０℃で２時間
乾燥・硬化させた。このようにして作成したシートを２
０ｃｍ角に切り出した後、１８０℃に加熱した２枚の熱
板に挟み、３ｍｍのスペーサーを端部に設置して厚み規
制をし、１２０秒間プレス圧縮してフォームＡを作成し
た。
【００３１】（実施例２）酢酸ビニル系水性エマルジョ
ン（固形分３０％）１００重量部に、平均粒子径１μｍ
の炭化珪素粒子８０重量部および平均粒子径０．５μｍ
のシリカ粉末２０重量部を分散させたスラリーに、厚み
１０ｍｍ、密度０．０２ｇ／ｍ3 の軟質ウレタンフォー
ム（連続気泡率９９％以上）を浸漬して、スラリー含浸
ウレタンフォームを作成した。この含浸ウレタンフォー
ムを、ゲージ幅２ｍｍのロール間を通過させ、余分なス
ラリーを絞り出し、その後、１００℃で５時間乾燥・硬
化させた。このようにして作成したシートを２０ｃｍ角
に切り出した後、２００℃に加熱したゲージ間隔１ｍｍ
のロールに５回通して圧縮し、フォームＢを作成した。
ン（固形分３０％）１００重量部に、平均粒子径１μｍ
の炭化珪素粒子８０重量部および平均粒子径０．５μｍ
のシリカ粉末２０重量部を分散させたスラリーに、厚み
１０ｍｍ、密度０．０２ｇ／ｍ3 の軟質ウレタンフォー
ム（連続気泡率９９％以上）を浸漬して、スラリー含浸
ウレタンフォームを作成した。この含浸ウレタンフォー
ムを、ゲージ幅２ｍｍのロール間を通過させ、余分なス
ラリーを絞り出し、その後、１００℃で５時間乾燥・硬
化させた。このようにして作成したシートを２０ｃｍ角
に切り出した後、２００℃に加熱したゲージ間隔１ｍｍ
のロールに５回通して圧縮し、フォームＢを作成した。
【００３２】（比較例１）ウレタン系水性エマルジョン
（固形分４５％）１００重量部に、平均粒子径１．５μ
ｍのアルミナ粒子１２０重量部を分散させたスラリー
に、厚み１０ｍｍ、密度０．０２ｇ／ｍ3 の軟質ウレタ
ンフォーム（連続気泡率９９％以上）を浸漬して、スラ
リー含浸ウレタンフォームを作成した。この含浸ウレタ
ンフォームを、ゲージ幅５ｍｍのロール間を通過させ、
余分なスラリーを絞り出し、その後、１２０℃で２時間
乾燥・硬化させて、フォームＣを作成した。
（固形分４５％）１００重量部に、平均粒子径１．５μ
ｍのアルミナ粒子１２０重量部を分散させたスラリー
に、厚み１０ｍｍ、密度０．０２ｇ／ｍ3 の軟質ウレタ
ンフォーム（連続気泡率９９％以上）を浸漬して、スラ
リー含浸ウレタンフォームを作成した。この含浸ウレタ
ンフォームを、ゲージ幅５ｍｍのロール間を通過させ、
余分なスラリーを絞り出し、その後、１２０℃で２時間
乾燥・硬化させて、フォームＣを作成した。
【００３３】（比較例２）厚み１０ｍｍ、密度０．０２
ｇ／ｍ3 の軟質ウレタンフォーム（連続気泡率９９％以
上）を２０ｃｍ角に切り出した後、１８０℃に加熱した
２枚の熱板に挟み、１．５ｍｍのスペーサーを端部に設
置して厚み規制をし、１２０秒間プレス圧縮してフォー
ムＤを作成した。
ｇ／ｍ3 の軟質ウレタンフォーム（連続気泡率９９％以
上）を２０ｃｍ角に切り出した後、１８０℃に加熱した
２枚の熱板に挟み、１．５ｍｍのスペーサーを端部に設
置して厚み規制をし、１２０秒間プレス圧縮してフォー
ムＤを作成した。
【００３４】
【表１】 表１の結果より、実施例１、２のフォームＡ，Ｂは薄い
にも関わらず、優れた熱伝導特性を示すのに比べて、比
較例１、２のフォームＣ、Ｄは熱伝導電特性に劣るもの
であることが明らかである。
にも関わらず、優れた熱伝導特性を示すのに比べて、比
較例１、２のフォームＣ、Ｄは熱伝導電特性に劣るもの
であることが明らかである。
【００３５】〔別実施の形態〕 （１）上記実施形態では、電子デバイスがプリント配線
基板に装着されている例を示したが、図３に示すよう
に、電子デバイスが電子機器を構成する筐体１０に装着
されるものであってもよい。この場合、カット状熱伝導
性シート５ａ’は電子デバイス２と筐体１０との間に介
在される。そして、熱伝導性シート５に含浸させる熱伝
導性材料としては、筐体１０の材質が金属製で、電子デ
バイスの放熱部を筐体から電気的に絶縁する必要のある
場合には、絶縁性の熱伝導性材料を含浸させたものを使
用できる。
基板に装着されている例を示したが、図３に示すよう
に、電子デバイスが電子機器を構成する筐体１０に装着
されるものであってもよい。この場合、カット状熱伝導
性シート５ａ’は電子デバイス２と筐体１０との間に介
在される。そして、熱伝導性シート５に含浸させる熱伝
導性材料としては、筐体１０の材質が金属製で、電子デ
バイスの放熱部を筐体から電気的に絶縁する必要のある
場合には、絶縁性の熱伝導性材料を含浸させたものを使
用できる。
【００３６】（２）図４に示すように、電子デバイス２
とプリント配線板４との間に介在されたカット状熱伝導
性シート５ａ’内に、パイプ状放熱体１１を埋設する構
成としてもよい。このパイプ状放熱体１１は、銅製の細
径パイプからなり、内部に冷却水が充填されていて、図
示はしないが、両端部が閉鎖された構造となっている。
このように構成すると、電子デバイス２が小さく放熱面
を大きくできないような場合に、確実に熱を外部に排出
して放熱させることができて都合がよい。
とプリント配線板４との間に介在されたカット状熱伝導
性シート５ａ’内に、パイプ状放熱体１１を埋設する構
成としてもよい。このパイプ状放熱体１１は、銅製の細
径パイプからなり、内部に冷却水が充填されていて、図
示はしないが、両端部が閉鎖された構造となっている。
このように構成すると、電子デバイス２が小さく放熱面
を大きくできないような場合に、確実に熱を外部に排出
して放熱させることができて都合がよい。
【００３７】（３）熱伝導性シートをプリント基板、あ
るいは筐体と一層強固に密着させるため、予め熱伝導性
シートの表面に接着剤を塗布してもよい。更に、パテ
状、グリース状、ゲル状、オイル状の樹脂を併用して、
密着強度を高めるようにしてもよい。又、用途に応じて
軟質樹脂発泡体に、熱伝導性材料以外に難燃材などを加
えて多機能化させてもよい。
るいは筐体と一層強固に密着させるため、予め熱伝導性
シートの表面に接着剤を塗布してもよい。更に、パテ
状、グリース状、ゲル状、オイル状の樹脂を併用して、
密着強度を高めるようにしてもよい。又、用途に応じて
軟質樹脂発泡体に、熱伝導性材料以外に難燃材などを加
えて多機能化させてもよい。
【００３８】（４）上記実施形態では、熱伝導性材料を
含浸させた樹脂発泡体を加熱し圧縮する方法として、予
めカッタでカットしてから加熱圧縮する例を示したが、
本発明の実施において熱圧縮する方法はこれに限定され
るものではなく、加熱された双ロールの間を、シート状
の熱伝導性材料を連続的に通過させて圧縮させる連続方
式を採用してもよい。その場合、加熱はロール自体にヒ
ータ等の加熱機構を備えさせて加熱する方式を採用して
もよいし、双ロールとこれに圧縮されるシートとを加熱
雰囲気に晒すことにより、熱圧縮させる方式を採用して
もよい。
含浸させた樹脂発泡体を加熱し圧縮する方法として、予
めカッタでカットしてから加熱圧縮する例を示したが、
本発明の実施において熱圧縮する方法はこれに限定され
るものではなく、加熱された双ロールの間を、シート状
の熱伝導性材料を連続的に通過させて圧縮させる連続方
式を採用してもよい。その場合、加熱はロール自体にヒ
ータ等の加熱機構を備えさせて加熱する方式を採用して
もよいし、双ロールとこれに圧縮されるシートとを加熱
雰囲気に晒すことにより、熱圧縮させる方式を採用して
もよい。
【００３９】（５）熱伝導性材料としては、上記した材
料以外にも熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上あるものは好
適に使用できる。
料以外にも熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上あるものは好
適に使用できる。
【図１】本発明の一実施形態に係る熱伝導性シートの使
用状態を示す断面図
用状態を示す断面図
【図２】図１の熱伝導性シートの製造方法を示す説明図
【図３】別実施形態に係る熱伝導性シートの使用状態を
示す断面図
示す断面図
【図４】更に別実施形態に係る熱伝導性シートの使用状
態を示す断面図
態を示す断面図
２ 電子デバイス ４ 放熱体 ５ 軟質樹脂発泡体 １１ パイプ状放熱体
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/36 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｆ Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｍ Ｂ２９Ｋ 105:04 // Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｄ Ｆターム(参考） 4F071 AA15 AA20 AA22 AA41 AA53 AA67 AB03 AB07 AB08 AB09 AB11 AB18 AB22 AB26 AB27 AB28 AH13 BA01 BB03 BC01 4F204 AA04 AA11 AA13 AA33 AA37 AA42 AB16 AB17 AB18 AG01 AG20 AH36 FA01 FB01 FF06 FG04 FN11 4J002 BB031 BB121 BC031 CC041 CK021 CP031 DA026 DA076 DA086 DA096 DB016 DE076 DE086 DE096 DE106 DE116 DE136 DE146 DF016 DJ006 DJ016 DK006 DL006 FD206 5E322 AA07 AB06 FA04 5F036 AA01 BB21 BC05 BD21
Claims (6)
- 【請求項１】 連続気泡を内包する軟質樹脂発泡体に、
微細な熱伝導性材料を含浸させ、これを加熱しつつ１／
２〜１／２０厚みに圧縮する熱伝導性シート状物の製造
方法。 - 【請求項２】 前記軟質樹脂発泡体はその独立気泡率が
５０％以下であると共に、前記熱伝導性材料を２０〜９
９ｗｔ％含む請求項１の熱伝導性シート状物の製造方
法。 - 【請求項３】 前記軟質樹脂発泡体がポリウレタン樹
脂、シリコン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂から選ばれ
たものであると共に、前記熱伝導性材料がアルミナ、シ
リカ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ニッケ
ル、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、炭化珪素、炭化チ
タン、炭化タンタル、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒
化ホウ素、酸化ベリリウム、銀、銅、アルミニウム、ニ
ッケル、ガラス、グラファイトのいずれか又はこれらの
混合物である請求項１又は２の熱伝導性シート状物の製
造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１の熱伝導性シ
ート状物の製造方法により製造された熱伝導性シート状
物。 - 【請求項５】 パイプ状放熱体を内在する請求項４の熱
伝導性シート状物。 - 【請求項６】 請求項４又は５の熱伝導性シート状物を
電子デバイスと放熱体との間に配設した回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059430A JP2002254456A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 熱伝導性シート状物、回路基板および熱伝導性シート状物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059430A JP2002254456A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 熱伝導性シート状物、回路基板および熱伝導性シート状物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002254456A true JP2002254456A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18918992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001059430A Withdrawn JP2002254456A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 熱伝導性シート状物、回路基板および熱伝導性シート状物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002254456A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006513390A (ja) * | 2002-12-19 | 2006-04-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 可撓性吸熱器 |
| JP2007258740A (ja) * | 2007-05-21 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Works Ltd | 電気部品内蔵回路基板及びその製造方法 |
| WO2014120807A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | The Trustees Of Boston College | High thermal conductivity materials for thermal management applications |
| KR101590233B1 (ko) | 2013-12-18 | 2016-02-02 | (주)삼양세라텍 | 질화붕소를 포함하는 방열시트 및 그 제조방법 |
| KR101625480B1 (ko) | 2014-03-31 | 2016-05-30 | 울산과학기술원 | 열전 특성을 갖는 3차원 그래핀 나노-네트워크 및 이를 사용하는 방법 |
| CN106364013A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-01 | 苏州格优碳素新材料有限公司 | 一种导热隔热材料、其制备方法及用途 |
| WO2022065233A1 (ja) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 三菱鉛筆株式会社 | 複合粒子材料 |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001059430A patent/JP2002254456A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006513390A (ja) * | 2002-12-19 | 2006-04-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 可撓性吸熱器 |
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| JP4501961B2 (ja) * | 2007-05-21 | 2010-07-14 | パナソニック電工株式会社 | モジュール集合体 |
| WO2014120807A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | The Trustees Of Boston College | High thermal conductivity materials for thermal management applications |
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| WO2022065233A1 (ja) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 三菱鉛筆株式会社 | 複合粒子材料 |
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