JP2003174127A - 異方性伝熱シートおよびその製造方法 - Google Patents
異方性伝熱シートおよびその製造方法Info
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- JP2003174127A JP2003174127A JP2001370690A JP2001370690A JP2003174127A JP 2003174127 A JP2003174127 A JP 2003174127A JP 2001370690 A JP2001370690 A JP 2001370690A JP 2001370690 A JP2001370690 A JP 2001370690A JP 2003174127 A JP2003174127 A JP 2003174127A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】異方性伝熱シートを容易に絶縁性の異方性伝熱
シートとし、静電植毛を安全に行うことができ、薄いシ
ートも、大面積のシートも、低コストで簡単に得られる
有機高分子からなるシートの厚み方向に熱伝導性繊維が
配向された異方性伝熱シートおよびその製造方法 【解決手段】熱伝導率が高い金属繊維や炭素繊維の表面
に体積抵抗値が１×１０８Ω以上である電気絶縁性材料
をコーティングした熱伝導性繊維が、有機高分子からな
るシートの厚み方向に静電植毛によって配向した
シートとし、静電植毛を安全に行うことができ、薄いシ
ートも、大面積のシートも、低コストで簡単に得られる
有機高分子からなるシートの厚み方向に熱伝導性繊維が
配向された異方性伝熱シートおよびその製造方法 【解決手段】熱伝導率が高い金属繊維や炭素繊維の表面
に体積抵抗値が１×１０８Ω以上である電気絶縁性材料
をコーティングした熱伝導性繊維が、有機高分子からな
るシートの厚み方向に静電植毛によって配向した
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器内にて用
いられる半導体素子等の部品から発生する熱を伝達する
異方性伝熱シートに関するものである。
いられる半導体素子等の部品から発生する熱を伝達する
異方性伝熱シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子機器内の半導体素子等の部品
から発生する熱をヒートシンクや筐体等に伝達するため
に、有機高分子中に熱伝導性フィラーや熱伝導性繊維等
が分散した伝熱シートが用いられている。中でも熱伝導
性繊維がシートの面に垂直な方向に配向した異方性伝熱
シートは、シートの表裏への熱の伝達効率が良いことが
知られている。特に、熱伝導率が高い金属繊維や炭素繊
維を用いたものは、高熱伝導率の異方性伝熱シートにな
る。
から発生する熱をヒートシンクや筐体等に伝達するため
に、有機高分子中に熱伝導性フィラーや熱伝導性繊維等
が分散した伝熱シートが用いられている。中でも熱伝導
性繊維がシートの面に垂直な方向に配向した異方性伝熱
シートは、シートの表裏への熱の伝達効率が良いことが
知られている。特に、熱伝導率が高い金属繊維や炭素繊
維を用いたものは、高熱伝導率の異方性伝熱シートにな
る。
【０００３】また、異方性伝熱シートの製造方法が、様
々検討されている。例えば、マトリックスとなる有機高
分子中にて、熱伝導性繊維を電場、磁場等により配向さ
せる方法や、成形時の流動や加圧によって熱伝導性繊維
を配向させてマトリックスを硬化させた後に、繊維と垂
直方向に薄く裁断する方法などが報告されている。
々検討されている。例えば、マトリックスとなる有機高
分子中にて、熱伝導性繊維を電場、磁場等により配向さ
せる方法や、成形時の流動や加圧によって熱伝導性繊維
を配向させてマトリックスを硬化させた後に、繊維と垂
直方向に薄く裁断する方法などが報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱伝導
率が高い金属繊維や炭素繊維を垂直な方向に配向した高
熱伝導率の異方性伝熱シートは、繊維が導電性であるた
め、繊維がシート上に表出した場合、装着する電子部品
等が短絡する恐れがあるため、異方性伝熱シートの表面
に絶縁層を設ける必要があった。しかしこの絶縁層は、
熱伝導性の妨げとなる可能性があり、また製造工数やコ
ストの増加の原因となっていた。
率が高い金属繊維や炭素繊維を垂直な方向に配向した高
熱伝導率の異方性伝熱シートは、繊維が導電性であるた
め、繊維がシート上に表出した場合、装着する電子部品
等が短絡する恐れがあるため、異方性伝熱シートの表面
に絶縁層を設ける必要があった。しかしこの絶縁層は、
熱伝導性の妨げとなる可能性があり、また製造工数やコ
ストの増加の原因となっていた。
【０００５】また、異方性伝熱シートの製造方法におい
てもいくつか問題点があった。例えば、マトリックスと
なる有機高分子中にて、熱伝導性繊維を電場、磁場等に
より配向させる方法は、未硬化状態の有機高分子中にて
熱伝導性繊維を配向させるが、熱伝導性繊維の配合量を
多くすると、繊維が絡み合って配向し難くなり、未硬化
状態の有機高分子を配向に適した粘度範囲に調整するこ
とが難しく、手間と時間を要した。成形時の流動や加圧
によって熱伝導性繊維を配向させてマトリックスを硬化
させた後に、繊維と垂直方向に薄く裁断する方法は、薄
いシート、または大面積のシートとなる異方性伝熱シー
トを得ることができなかった。
てもいくつか問題点があった。例えば、マトリックスと
なる有機高分子中にて、熱伝導性繊維を電場、磁場等に
より配向させる方法は、未硬化状態の有機高分子中にて
熱伝導性繊維を配向させるが、熱伝導性繊維の配合量を
多くすると、繊維が絡み合って配向し難くなり、未硬化
状態の有機高分子を配向に適した粘度範囲に調整するこ
とが難しく、手間と時間を要した。成形時の流動や加圧
によって熱伝導性繊維を配向させてマトリックスを硬化
させた後に、繊維と垂直方向に薄く裁断する方法は、薄
いシート、または大面積のシートとなる異方性伝熱シー
トを得ることができなかった。
【０００６】別の製造方法として、基材上に静電植毛に
て熱伝導性繊維を直立させて固定した後、有機高分子を
繊維間に含浸させて、異方性伝熱シートを得る方法があ
る。しかし、熱伝導性繊維に導電性のある金属繊維や炭
素繊維等の熱伝導性繊維を使用する場合、静電植毛の際
に繊維を帯電状態にするために高電圧が必要となり、繊
維の均一な配向が難しく、何より作業が危険であった。
て熱伝導性繊維を直立させて固定した後、有機高分子を
繊維間に含浸させて、異方性伝熱シートを得る方法があ
る。しかし、熱伝導性繊維に導電性のある金属繊維や炭
素繊維等の熱伝導性繊維を使用する場合、静電植毛の際
に繊維を帯電状態にするために高電圧が必要となり、繊
維の均一な配向が難しく、何より作業が危険であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであって、熱伝導率が高い金
属繊維や炭素繊維の表面に電気絶縁性材料をコーティン
グすることで、異方性伝熱シートを容易に絶縁性の異方
性伝熱シートとし、静電植毛を安全に行うことができ、
薄いシートも、大面積のシートも、低コストで簡単に得
られる異方性伝熱シートを提供するものである。
決するためになされたものであって、熱伝導率が高い金
属繊維や炭素繊維の表面に電気絶縁性材料をコーティン
グすることで、異方性伝熱シートを容易に絶縁性の異方
性伝熱シートとし、静電植毛を安全に行うことができ、
薄いシートも、大面積のシートも、低コストで簡単に得
られる異方性伝熱シートを提供するものである。
【０００８】導電性熱伝導性繊維の表面に電気絶縁性材
料をコーティングした熱伝導性繊維が、有機高分子から
なるシートの厚み方向に静電植毛によって配向されてな
ることを特徴とする異方性伝熱シートである。本発明
は、繊維がシート上に表出した場合でも装着する電子部
品等が短絡する恐れがない。
料をコーティングした熱伝導性繊維が、有機高分子から
なるシートの厚み方向に静電植毛によって配向されてな
ることを特徴とする異方性伝熱シートである。本発明
は、繊維がシート上に表出した場合でも装着する電子部
品等が短絡する恐れがない。
【０００９】さらに、電気絶縁性材料の体積抵抗値が１
×１０８Ω以上である異方性伝熱シートである。本発明
の電気絶縁性材料は、１×１０８Ωよりも小さくなる
と、コーティングした熱伝導性繊維の静電植毛が困難と
なる。また得られる伝熱シートから突出した繊維の導電
性によって、装着した電子部品間でショートする可能性
があり好ましくない。より好ましい電気絶縁性材料の体
積抵抗値は、１×１０１ ０Ω以上である。
×１０８Ω以上である異方性伝熱シートである。本発明
の電気絶縁性材料は、１×１０８Ωよりも小さくなる
と、コーティングした熱伝導性繊維の静電植毛が困難と
なる。また得られる伝熱シートから突出した繊維の導電
性によって、装着した電子部品間でショートする可能性
があり好ましくない。より好ましい電気絶縁性材料の体
積抵抗値は、１×１０１ ０Ω以上である。
【００１０】さらに、電気絶縁性材料が、有機物、金属
酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少な
くとも一種である異方性伝熱シートである。有機高分子
はコーティングが容易であることから好ましく、金属酸
化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物等は体積
抵抗値が高いことから好ましい。
酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少な
くとも一種である異方性伝熱シートである。有機高分子
はコーティングが容易であることから好ましく、金属酸
化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物等は体積
抵抗値が高いことから好ましい。
【００１１】さらに、有機高分子からなるシートの厚み
方向に熱伝導性繊維が配向された異方性伝熱シートの製
造方法であって、導電性熱伝導性繊維の表面に電気絶縁
性材料をコーティングして熱伝導性繊維を製作し、次に
この熱伝導性繊維を被植毛層に静電植毛し、この静電植
毛した熱伝導性繊維間に液状未硬化の有機高分子を含浸
させた後に、液状未硬化の有機高分子を硬化させる異方
性伝熱シートの製造方法である。
方向に熱伝導性繊維が配向された異方性伝熱シートの製
造方法であって、導電性熱伝導性繊維の表面に電気絶縁
性材料をコーティングして熱伝導性繊維を製作し、次に
この熱伝導性繊維を被植毛層に静電植毛し、この静電植
毛した熱伝導性繊維間に液状未硬化の有機高分子を含浸
させた後に、液状未硬化の有機高分子を硬化させる異方
性伝熱シートの製造方法である。
【００１２】本発明は、導電性熱伝導性繊維の表面に電
気絶縁性材料をコーティングすることで、通常の電圧
（３００００〜５００００Ｖ）で繊維を帯電状態にする
ことが可能となり、静電植毛を安全に行うことができ
る。
気絶縁性材料をコーティングすることで、通常の電圧
（３００００〜５００００Ｖ）で繊維を帯電状態にする
ことが可能となり、静電植毛を安全に行うことができ
る。
【００１３】さらに、電気絶縁性材料の体積抵抗値が１
×１０８Ω以上である異方性伝熱シートの製造方法であ
る。本発明の電気絶縁性材料は、１×１０８Ωよりも小
さくなると、コーティングした熱伝導性繊維の静電植毛
が困難となる。また得られる伝熱シートから突出した繊
維の導電性によって、装着した電子部品間でショートす
る可能性があり好ましくない。より好ましい電気絶縁性
材料の体積抵抗値は、１×１０１０Ω以上である。
×１０８Ω以上である異方性伝熱シートの製造方法であ
る。本発明の電気絶縁性材料は、１×１０８Ωよりも小
さくなると、コーティングした熱伝導性繊維の静電植毛
が困難となる。また得られる伝熱シートから突出した繊
維の導電性によって、装着した電子部品間でショートす
る可能性があり好ましくない。より好ましい電気絶縁性
材料の体積抵抗値は、１×１０１０Ω以上である。
【００１４】さらに、電気絶縁性材料が、有機物、金属
酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少な
くとも一種である異方性伝熱シートの製造方法である。
有機高分子はコーティングが容易であることから好まし
く、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化
物等は体積抵抗値が高いことから好ましい。
酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少な
くとも一種である異方性伝熱シートの製造方法である。
有機高分子はコーティングが容易であることから好まし
く、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化
物等は体積抵抗値が高いことから好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の代表的な形態を図１に示
す。本発明の異方性伝熱シートは、電気絶縁性材料をコ
ーティングした熱伝導性繊維１が伝熱シートの厚み方向
に配向した異方性伝熱シートである。熱伝導性繊維は、
シートの表面から裏面へ貫通して配列されている。
す。本発明の異方性伝熱シートは、電気絶縁性材料をコ
ーティングした熱伝導性繊維１が伝熱シートの厚み方向
に配向した異方性伝熱シートである。熱伝導性繊維は、
シートの表面から裏面へ貫通して配列されている。
【００１６】図２に本発明の異方性伝熱シートの製造方
法を示す。 （１）被植毛層３の表面に静電植毛により熱伝導性繊維
１を立設させ、（２）熱伝導性繊維の間に熱伝導性繊維
の端部が表出もしくは突出するように液状の有機高分子
を含浸させ、（３）液状の有機高分子を固化させてシー
ト状に成形して異方性伝熱シートが得られ、（４）さら
に所望に応じて被植毛層を剥がして熱伝導性繊維の端部
を露出させても良い。
法を示す。 （１）被植毛層３の表面に静電植毛により熱伝導性繊維
１を立設させ、（２）熱伝導性繊維の間に熱伝導性繊維
の端部が表出もしくは突出するように液状の有機高分子
を含浸させ、（３）液状の有機高分子を固化させてシー
ト状に成形して異方性伝熱シートが得られ、（４）さら
に所望に応じて被植毛層を剥がして熱伝導性繊維の端部
を露出させても良い。
【００１７】本発明の熱伝導性繊維は、導電性の高い熱
伝導性を有する繊維であれば、繊維の径や表面状態は特
定するものではないが、繊維長がそろっていることがよ
り好ましい。熱伝導性繊維の種類は特に限定されるもの
ではないが、炭素繊維、グラファイト繊維や、鉄、銅、
金、銀、アルミ等の金属繊維などを用いることができ
る。特に高熱伝導性を有するピッチ系炭素繊維が好まし
い。
伝導性を有する繊維であれば、繊維の径や表面状態は特
定するものではないが、繊維長がそろっていることがよ
り好ましい。熱伝導性繊維の種類は特に限定されるもの
ではないが、炭素繊維、グラファイト繊維や、鉄、銅、
金、銀、アルミ等の金属繊維などを用いることができ
る。特に高熱伝導性を有するピッチ系炭素繊維が好まし
い。
【００１８】本発明の電気絶縁性材料は、１×１０８Ω
よりも小さくなると、コーティングした熱伝導性繊維の
静電植毛が困難となる。また得られる伝熱シートから突
出した繊維の導電性によって、装着する電子機器への悪
影響を与えてしまい好ましくない。したがって電気絶縁
性材料は体積抵抗値で１×１０８Ω以上であることが好
ましく、より好ましくは１×１０１０Ω以上である。
よりも小さくなると、コーティングした熱伝導性繊維の
静電植毛が困難となる。また得られる伝熱シートから突
出した繊維の導電性によって、装着する電子機器への悪
影響を与えてしまい好ましくない。したがって電気絶縁
性材料は体積抵抗値で１×１０８Ω以上であることが好
ましく、より好ましくは１×１０１０Ω以上である。
【００１９】本発明の電気絶縁性材料は、有機物、金属
酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少な
くとも一種である。例えば、有機物としては、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂な
どの樹脂や、アルコキシシランなどのシランカップリン
グ剤等が挙げられる。また、フェロセンをペンダントに
有する有機物を用いることも可能である。金属酸化物と
しては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等が挙げられ
る。金属窒化物としては、窒化ホウ素、窒化ケイ素等が
挙げられる。金属炭化物としては、炭化ケイ素等が挙げ
られる。金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムな
どが挙げられる。
酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少な
くとも一種である。例えば、有機物としては、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂な
どの樹脂や、アルコキシシランなどのシランカップリン
グ剤等が挙げられる。また、フェロセンをペンダントに
有する有機物を用いることも可能である。金属酸化物と
しては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等が挙げられ
る。金属窒化物としては、窒化ホウ素、窒化ケイ素等が
挙げられる。金属炭化物としては、炭化ケイ素等が挙げ
られる。金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムな
どが挙げられる。
【００２０】導電性熱伝導性繊維の表面に電気絶縁性材
料をコーティングする方法としては、公知の方法を用い
ることができるが、ゾル−ゲル法によるコーティング処
理も好ましい。また、コーティングを行なう前に、導電
性熱伝導性繊維には表面処理がしてあることが好まし
い。炭素繊維に有機高分子によるコーティング処理を行
なう前には、気相法、薬液処理法、電解法などによって
繊維表面の酸化をすることが好ましい。
料をコーティングする方法としては、公知の方法を用い
ることができるが、ゾル−ゲル法によるコーティング処
理も好ましい。また、コーティングを行なう前に、導電
性熱伝導性繊維には表面処理がしてあることが好まし
い。炭素繊維に有機高分子によるコーティング処理を行
なう前には、気相法、薬液処理法、電解法などによって
繊維表面の酸化をすることが好ましい。
【００２１】本発明の異方性伝熱シートの有機高分子
は、公知の有機高分子を用いることができ、耐熱性を有
する熱硬化性の有機高分子が好ましい。例えば、シリコ
ーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエチ
レン、エチレンプロピレンゴム、エポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、ベンゾシクロブテン樹脂、熱硬化型ポリフェニレン
エーテルおよび変性ＰＰＥ樹脂などの熱硬化性高分子が
挙げられ、さらにそれらのアロイ材も用いることができ
る。さらに、熱伝導性充填剤、補強剤、難燃剤、着色
剤、耐熱性向上剤、粘着剤、可塑剤、オイル、硬化遅延
剤等が含まれていても良い。
は、公知の有機高分子を用いることができ、耐熱性を有
する熱硬化性の有機高分子が好ましい。例えば、シリコ
ーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエチ
レン、エチレンプロピレンゴム、エポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、ベンゾシクロブテン樹脂、熱硬化型ポリフェニレン
エーテルおよび変性ＰＰＥ樹脂などの熱硬化性高分子が
挙げられ、さらにそれらのアロイ材も用いることができ
る。さらに、熱伝導性充填剤、補強剤、難燃剤、着色
剤、耐熱性向上剤、粘着剤、可塑剤、オイル、硬化遅延
剤等が含まれていても良い。
【００２２】さらに、本発明の製造方法では、液状の有
機高分子が好ましい。液状の有機高分子は、静電植毛さ
れた熱伝導性繊維間に含浸させるため、液状時に低粘度
であることが好ましく、粘度が１００Ｐａ・ｓ以下のも
のを用いること好ましい。さらに含浸を促進するため
に、減圧下にて行うことも有効である。熱伝導性を良く
するため上述の熱伝導性充填剤が分散配合されていても
よい。本発明の被植毛層は、静電植毛された熱伝導性繊
維を直立させたまま固定するための薄く形成された層で
ある。
機高分子が好ましい。液状の有機高分子は、静電植毛さ
れた熱伝導性繊維間に含浸させるため、液状時に低粘度
であることが好ましく、粘度が１００Ｐａ・ｓ以下のも
のを用いること好ましい。さらに含浸を促進するため
に、減圧下にて行うことも有効である。熱伝導性を良く
するため上述の熱伝導性充填剤が分散配合されていても
よい。本発明の被植毛層は、静電植毛された熱伝導性繊
維を直立させたまま固定するための薄く形成された層で
ある。
【００２３】本発明の有機高分子からなるシート中や被
植毛層中に、熱伝導性充填剤が配合されていても良い。
さらに高熱伝導性を得るためには、被植毛層を剥がして
熱伝導性繊維の端部を表出させることが好ましいが、熱
伝導性充填剤が配合された被植毛層を用いることで剥が
さずにそのまま用いることも可能である。
植毛層中に、熱伝導性充填剤が配合されていても良い。
さらに高熱伝導性を得るためには、被植毛層を剥がして
熱伝導性繊維の端部を表出させることが好ましいが、熱
伝導性充填剤が配合された被植毛層を用いることで剥が
さずにそのまま用いることも可能である。
【００２４】本発明の熱伝導性充填剤は、酸化アルミニ
ウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウ
ム、炭化ケイ素、水酸化アルミニウムなどの金属酸化
物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物や金、銀、
銅、アルミニウム、マグネシウム等の金属や合金、並び
にダイヤモンドやグラファイトなどの、球状、粉体状、
繊維状、針状、鱗片状、ウィスカー状、ペレット状等の
充填剤を用いることができる。これらの熱伝導性充填剤
の中でも、電気絶縁性に優れ安価な酸化アルミニウム、
酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水
酸化アルミニウム、炭化ケイ素が特に好ましい。
ウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウ
ム、炭化ケイ素、水酸化アルミニウムなどの金属酸化
物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物や金、銀、
銅、アルミニウム、マグネシウム等の金属や合金、並び
にダイヤモンドやグラファイトなどの、球状、粉体状、
繊維状、針状、鱗片状、ウィスカー状、ペレット状等の
充填剤を用いることができる。これらの熱伝導性充填剤
の中でも、電気絶縁性に優れ安価な酸化アルミニウム、
酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水
酸化アルミニウム、炭化ケイ素が特に好ましい。
【００２５】本発明の静電植毛の方法は、アップ方法、
ダウン方法、サイド方法のいずれの方法でもよく、全面
植毛もしくは捺染植毛にて、電極間にフロックである熱
伝導性繊維を飛翔させ、被植毛層の表面に直立して配向
させる。植毛された熱伝導性繊維は、被植毛層の表面に
対して鉛直方向に植毛されていることが熱伝導の効率か
ら最も好ましい。また、斜めに植毛することにより鉛直
方向からの力を緩衝できる異方性伝熱シートとなる。
ダウン方法、サイド方法のいずれの方法でもよく、全面
植毛もしくは捺染植毛にて、電極間にフロックである熱
伝導性繊維を飛翔させ、被植毛層の表面に直立して配向
させる。植毛された熱伝導性繊維は、被植毛層の表面に
対して鉛直方向に植毛されていることが熱伝導の効率か
ら最も好ましい。また、斜めに植毛することにより鉛直
方向からの力を緩衝できる異方性伝熱シートとなる。
【００２６】以下に本発明の実施例を示す。
【実施例１】繊維長さ方向の熱伝導率が１０００Ｗ／ｍ
・Ｋの短繊維グラファイト（株式会社ペトカ製 メルブ
ロンミルド：直径９μｍ、平均長２５μｍ）をテトラエ
トキシシラン、エタノール溶液と触媒からなる液中に浸
けゾル−ゲル法により酸化ケイ素被膜させた。
・Ｋの短繊維グラファイト（株式会社ペトカ製 メルブ
ロンミルド：直径９μｍ、平均長２５μｍ）をテトラエ
トキシシラン、エタノール溶液と触媒からなる液中に浸
けゾル−ゲル法により酸化ケイ素被膜させた。
【００２７】液状付加型シリコーンゲル（ＧＥ東芝シリ
コーン株式会社製）に熱伝導性充填剤として酸化アルミ
ニウム粉末（昭和電工株式会社製）をシリコーンゲル１
００部に対して４５０部配合したシリコーンコンパウン
ドを、テフロン（登録商標）コーティングした剥離シー
ト上にスクリーン印刷によって塗布し、厚さ６０μｍの
被植毛層を形成し、アップ法の静電植毛により、前述の
シリカ被膜した熱伝導性繊維を被植毛層の表面に直立配
向させた。
コーン株式会社製）に熱伝導性充填剤として酸化アルミ
ニウム粉末（昭和電工株式会社製）をシリコーンゲル１
００部に対して４５０部配合したシリコーンコンパウン
ドを、テフロン（登録商標）コーティングした剥離シー
ト上にスクリーン印刷によって塗布し、厚さ６０μｍの
被植毛層を形成し、アップ法の静電植毛により、前述の
シリカ被膜した熱伝導性繊維を被植毛層の表面に直立配
向させた。
【００２８】さらに、液状付加型シリコーンゲル（ＧＥ
東芝シリコーン株式会社製）からなる液状高分子を熱伝
導性繊維の端部が完全に隠れないように含浸させ表面を
平らにし有機高分子として加熱硬化した。シートに含ま
れる炭素繊維の体積は３.５％であった。本実施例１に
よる異方性伝熱シートの熱伝導率は４.８Ｗ／ｍ・Ｋで
あり、厚み方向の電気抵抗は１００ＭΩ以上であった。
東芝シリコーン株式会社製）からなる液状高分子を熱伝
導性繊維の端部が完全に隠れないように含浸させ表面を
平らにし有機高分子として加熱硬化した。シートに含ま
れる炭素繊維の体積は３.５％であった。本実施例１に
よる異方性伝熱シートの熱伝導率は４.８Ｗ／ｍ・Ｋで
あり、厚み方向の電気抵抗は１００ＭΩ以上であった。
【００２９】
【実施例２】繊維長さ方向の熱伝導率が１０００Ｗ／ｍ
・Ｋの短繊維グラファイト（株式会社ペトカ製 メルブ
ロンミルド：直径９μｍ、平均長２５μｍ）をゾル−ゲ
ル法により窒化ホウ素被膜させた。このようにして得ら
れたコーティング繊維を実施例１と同様の方法により異
方性伝熱シート５を得た。シートに含まれる炭素繊維の
体積は３.５％であった。本実施例２による異方性伝熱
シートの熱伝導率は５.０Ｗ／ｍ・Ｋであり、１００Ｍ
Ω以上の電気抵抗があった。
・Ｋの短繊維グラファイト（株式会社ペトカ製 メルブ
ロンミルド：直径９μｍ、平均長２５μｍ）をゾル−ゲ
ル法により窒化ホウ素被膜させた。このようにして得ら
れたコーティング繊維を実施例１と同様の方法により異
方性伝熱シート５を得た。シートに含まれる炭素繊維の
体積は３.５％であった。本実施例２による異方性伝熱
シートの熱伝導率は５.０Ｗ／ｍ・Ｋであり、１００Ｍ
Ω以上の電気抵抗があった。
【００３０】
【実施例３】繊維長さ方向の熱伝導率が１０００Ｗ／ｍ
・Ｋの短繊維グラファイト（株式会社ペトカ製 メルブ
ロンミルド：直径９μｍ、平均長２５μｍ）をビニルフ
ェロセンとメタクリル酸メチルからなる共重合体をジオ
キサン溶媒中、８０℃にて加熱還流させた。このように
して得られたコーティング繊維を実施例１と同様の方法
により厚さ１９０μｍの異方性伝熱シート５を得た。シ
ートに含まれる炭素繊維の体積は４.０％であった。本
実施例３による異方性伝熱シートの熱伝導率は５.０Ｗ
／ｍ・Ｋであり、２００ＭΩ以上の電気抵抗があった。
・Ｋの短繊維グラファイト（株式会社ペトカ製 メルブ
ロンミルド：直径９μｍ、平均長２５μｍ）をビニルフ
ェロセンとメタクリル酸メチルからなる共重合体をジオ
キサン溶媒中、８０℃にて加熱還流させた。このように
して得られたコーティング繊維を実施例１と同様の方法
により厚さ１９０μｍの異方性伝熱シート５を得た。シ
ートに含まれる炭素繊維の体積は４.０％であった。本
実施例３による異方性伝熱シートの熱伝導率は５.０Ｗ
／ｍ・Ｋであり、２００ＭΩ以上の電気抵抗があった。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、静電植毛により熱伝導性繊維
をシートの厚み方向に配向することができるため厚み方
向に高い熱伝導性を有する異方性伝熱シートが得られ、
さらに繊維長により伝熱シートの厚みが調節できること
で薄く、大面積化が可能なシートの形成が大変簡便にな
り、熱伝導性繊維の表面を電気絶縁材料でコーティング
もしくは含有することで、シートの表面に絶縁層を形成
する必要の無い異方性伝熱シートが得られた。
をシートの厚み方向に配向することができるため厚み方
向に高い熱伝導性を有する異方性伝熱シートが得られ、
さらに繊維長により伝熱シートの厚みが調節できること
で薄く、大面積化が可能なシートの形成が大変簡便にな
り、熱伝導性繊維の表面を電気絶縁材料でコーティング
もしくは含有することで、シートの表面に絶縁層を形成
する必要の無い異方性伝熱シートが得られた。
【００３２】本発明は、繊維配向に静電植毛の手法を用
いることで、容易に熱伝導性繊維が配向した異方性伝熱
シートが得られ、さらに熱伝導性繊維のコーティング
や、熱伝導性充填剤が分散された被覆層が積層すること
でさらに十分な電気抵抗を付与することができる。
いることで、容易に熱伝導性繊維が配向した異方性伝熱
シートが得られ、さらに熱伝導性繊維のコーティング
や、熱伝導性充填剤が分散された被覆層が積層すること
でさらに十分な電気抵抗を付与することができる。
【図１】本発明の異方性伝熱シートの縦断面図
【図２】本発明の異方性伝熱シートの製造方法
【図３】本発明の他の異方性伝熱シートの縦断面図
１ コーティングした熱伝導性繊維
２ 有機高分子
３ 被植毛層
４ 熱伝導性充填剤
Claims (6)
- 【請求項１】導電性熱伝導性繊維の表面に電気絶縁性材
料をコーティングした熱伝導性繊維が、有機高分子から
なるシートの厚み方向に静電植毛によって配向されてな
ることを特徴とする異方性伝熱シート - 【請求項２】電気絶縁性材料が、体積抵抗値が１×１０
８Ω以上であることを特徴とする請求項１に記載の異方
性伝熱シート。 - 【請求項３】電気絶縁性材料が、有機物、金属酸化物、
金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少なくとも一
種であることを特徴とする請求項１または２に記載の異
方性伝熱シート。 - 【請求項４】有機高分子からなるシートの厚み方向に熱
伝導性繊維が配向された異方性伝熱シートの製造方法で
あって、導電性熱伝導性繊維の表面に電気絶縁性材料を
コーティングして熱伝導性繊維を製作し、次にこの熱伝
導性繊維を被植毛層に静電植毛し、この静電植毛した熱
伝導性繊維間に液状未硬化の有機高分子を含浸させた後
に、液状未硬化の有機高分子を硬化させることを特徴と
する異方性伝熱シートの製造方法。 - 【請求項５】電気絶縁性材料が、体積抵抗値が１×１０
８Ω以上であることを特徴とする請求項４に記載の異方
性伝熱シートの製造方法。 - 【請求項６】電気絶縁性材料が、有機物、金属酸化物、
金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物の少なくとも一
種であることを特徴とする請求項４または５に記載の異
方性伝熱シートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370690A JP2003174127A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 異方性伝熱シートおよびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370690A JP2003174127A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 異方性伝熱シートおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174127A true JP2003174127A (ja) | 2003-06-20 |
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ID=19179872
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001370690A Pending JP2003174127A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 異方性伝熱シートおよびその製造方法 |
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-
2001
- 2001-12-04 JP JP2001370690A patent/JP2003174127A/ja active Pending
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