JP2005303240A - Heat transmission sheet - Google Patents

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Kuniaki Murao
邦明 村尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a heat transmission sheet excellent in radiation by fitting closely the heat transmission sheet between an electronic component and a radiator plate to make the heat transmission between both good. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing a radiator sheet, a binder, such as a synthetic resin or rubber, and a heat transmission filler are incorporated, and its mixed compound is deaerated, then, the mixed compound is introduced into an extruding container and is pressed, thereby, the compound is extruded from a body portion of a wide sectional area through an outlet of a narrow sectional area out, and the filler is oriented in the extrusion direction by shear-deforming the fluid of mixed compound, and after the compound extruded is hardened, the hardened block is sliced in a predetermined thickness to be formed as a radiator sheet. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子部品と放熱板との間に装着して両者の熱伝達を良好にし、放熱効果を増加するための熱伝導シートに関する。  The present invention relates to a heat conductive sheet for mounting between an electronic component and a heat radiating plate to improve heat transfer between them and to increase a heat radiating effect.

電子機器に搭載されるCPU等各種電子部品からは熱が発生し、それによって高温になるのを放置すると、特性が低下したり破損したりし、場合によっては周辺の電子部品の損傷をも招き機器そのものの寿命を縮めることになる。昨今、機器の小型化によって電子部品が高密度に配置される傾向にあり、排熱がきわめて重要な課題となっている。  Heat is generated from various electronic components such as CPUs mounted on electronic devices, and leaving them at a high temperature may deteriorate or damage the characteristics, and in some cases may damage surrounding electronic components. This will shorten the life of the device itself. Recently, electronic components tend to be arranged with high density due to miniaturization of equipment, and exhaust heat has become a very important issue.

従来、こうした電子部品から排熱する場合、電子部品に密着させたアルミニウム板や、あるいはヒートパイプを介して設けられた放熱板に熱を伝え、ファンによってこの放熱板を強制冷却する等の方法がとられている。電子部品と接触するアルミニウム板との間には、熱を良く伝える目的で、バインダ中に高い熱伝導性を有するフィラーを混入しクリーム状にして塗布したり、温度による相変化で接触面の間隙部を隙間なく埋める液や、熱伝導性の良いシート状のものを挟んで熱の伝わりを良くする工夫がされている。  Conventionally, when heat is exhausted from such an electronic component, heat is transferred to an aluminum plate closely attached to the electronic component or a heat sink provided via a heat pipe, and the heat sink is forcibly cooled by a fan. It has been taken. In order to transfer heat well between the electronic parts and the aluminum plate, a filler with high thermal conductivity is mixed in the binder and applied in the form of a cream, or the contact surface gap is changed by phase change due to temperature. A device has been devised to improve heat transfer by interposing a liquid filling the portion without gaps or a sheet-like material having good thermal conductivity.

これらのうち、熱伝導シートの製造法としては、シリコーンゴム等のゴムや各種合成樹脂等を主成分とするバインダ中に金属や金属酸化物等のフィラーを混入して真空中で撹拌し、放置あるいは必要により加熱し架橋反応によって硬化物のブロックをつくり、この硬化物ブロックを適当な厚みにスライスしてシート化する等の方法が行われている。また簡便な方法としては、前記材料を大気中で混練した後静置して脱泡し、この硬化物をスライスする方法等もある。  Among these, as a manufacturing method of the heat conductive sheet, a filler such as metal or metal oxide is mixed in a binder mainly composed of rubber such as silicone rubber or various synthetic resins, and is stirred in a vacuum and left standing. Alternatively, a method of heating as necessary to form a block of a cured product by a crosslinking reaction, and slicing the cured product block to an appropriate thickness to form a sheet is performed. Further, as a simple method, there is a method of slicing the cured product after kneading the material in the air and leaving it to stand for defoaming.

この熱伝導シートの熱伝導性を高めるためには、シートとしての物性上許される限りできるだけフィラーの混合割合を多くし、しかもこれらのフィラーに熱伝導異方性がありフィラーの長さ方向に熱伝導率が大きい場合は、シートの厚み方向に垂直になるよう配向させることが望ましい。このようにフィラーを配向させる方法としては、静電植毛法、磁気配向法、メッシュを用いた配向法等さまざまに工夫されているが、これらの方法にはいずれも次のような問題点があった。  In order to increase the thermal conductivity of this thermal conductive sheet, the filler mixing ratio should be increased as much as possible in view of the physical properties of the sheet, and these fillers have thermal conductivity anisotropy and heat in the length direction of the filler. When the conductivity is large, it is desirable that the orientation be perpendicular to the thickness direction of the sheet. Various methods for orienting the filler in this way have been devised, such as an electrostatic flocking method, a magnetic orientation method, and an orientation method using a mesh, but all of these methods have the following problems. It was.

熱伝導異方性のあるフィラーのうち、アスペクト比があり且つ繊維の長手方向に熱伝導性のよいフィラーを配向させる第1の方法として板体上に静電植毛する方法がある。この方法は、フィラーの放出口と粘着材を塗布した植毛板間に電場を形成することにより、分極帯電させたフィラーを放出口から植毛板上に撒き、フィラーチップを植毛板上の粘着面に起立させて植毛した後、植毛したフィラーの間にバインダを充填し、これを板体から剥がしてシート状とするものである。しかし、この静電植毛法には次のような問題点があった。
▲1▼ フィラーチップが誘電体であること。
▲2▼ 植毛後、毛間にバインダを充填することが困難である。
▲3▼ 高密度に植毛することが困難である。
▲4▼ 静電植毛のための特別な装置を必要とする。
Among the fillers having thermal conductivity anisotropy, there is a method of electrostatic flocking on a plate as a first method for orienting a filler having an aspect ratio and good thermal conductivity in the longitudinal direction of the fiber. In this method, an electric field is formed between the filler outlet and the flocked plate coated with an adhesive, so that the polarization-charged filler is spread on the flocked plate from the outlet and the filler chip is placed on the adhesive surface on the flocked plate. After standing up and flocking, a binder is filled between the flocked fillers, and this is removed from the plate to form a sheet. However, this electrostatic flocking method has the following problems.
(1) The filler chip is a dielectric.
(2) It is difficult to fill a binder between hairs after planting.
(3) It is difficult to plant hair at high density.
(4) Special equipment for electrostatic flocking is required.

また、フィラーチップを厚み方向に配向させる第2の方法として、特開平11−283718号公報に記載されているような磁力を利用する方法がある。この方法は、熱伝導性ならびに磁性を有するフィラーチップをゾル状のバインダに混入し、板状とした後に板の面外方向から強力な磁場を掛け、磁力線に沿ってフィラーを配向させるものである。しかし、磁力を用いる方法には次のような問題点がある。
▲1▼ フィラーが非磁性体であれば、磁性金属をあらかじめメッキしておく必要がある。
▲2▼ フィラーが転回する空間が必要であり、高密度に配置させることができない。
▲3▼ フィラー同士が磁性で凝集するため、均等分布させることが困難である。
▲4▼ 設備として高価な磁場発生機が必要である。
▲5▼ その他の方法として、磁場で配列させたあとバインダを充填する方法は、前項〔0009〕に記載したと同様の困難がある。
Further, as a second method of orienting the filler chip in the thickness direction, there is a method using a magnetic force as described in JP-A-11-283718. In this method, a filler chip having thermal conductivity and magnetism is mixed in a sol-like binder to form a plate, and then a strong magnetic field is applied from the out-of-plane direction of the plate to orient the filler along the magnetic field lines. . However, the method using magnetic force has the following problems.
(1) If the filler is a non-magnetic material, it is necessary to plate the magnetic metal in advance.
{Circle around (2)} A space where the filler rolls is necessary and cannot be arranged at high density.
{Circle around (3)} Since the fillers are magnetically aggregated, it is difficult to distribute them uniformly.
(4) An expensive magnetic field generator is required as equipment.
{Circle around (5)} As another method, the method of filling the binder after arranging with a magnetic field has the same difficulty as described in [0009] above.

そして、フィラーを配向させる第3の方法としてメッシュを用いる方法がある。この方法は、熱伝導性を有するフィラーを混入したバインダを収容した押出し装置の出口付近に複数層のメンシュを配し、長細いフィラーが通過する際、機械的且つ強制的に配向させるものである。しかし、メッシュを用いる方法には次の問題点がある。
▲1▼ フィラーがメッシュに詰まること無く通過でき、また方向を整えることができるメッシュを選定する必要がある。
▲2▼ フィラーを配向させる際、粘性流体中で機械的且つ強制的にメッシュを通過させるので、フィラー自体が折損しない程度の剛性、強度が必要である。
▲3▼ フィラーが転回する空間が必要であり、高密度に配置させることができない。
▲4▼ メッシュを混入したゾル状のバインダが、メッシュ通過直後にカルマン渦を生じ乱流となるためフィラーを一定方向に揃えて配向させるのが難しい。
As a third method for orienting the filler, there is a method using a mesh. In this method, a plurality of layers of mensh are arranged in the vicinity of the outlet of an extrusion apparatus containing a binder mixed with a thermally conductive filler, and mechanically and forcedly orientate when a long thin filler passes. . However, the method using a mesh has the following problems.
(1) It is necessary to select a mesh that allows the filler to pass through without clogging the mesh and that can adjust the direction.
{Circle around (2)} When orienting the filler, the mesh is forced to pass through the mesh in a viscous fluid, so that the rigidity and strength that the filler itself does not break are required.
(3) A space where the filler rolls is necessary and cannot be arranged at high density.
(4) A sol-like binder mixed with a mesh generates a Karman vortex immediately after passing through the mesh, resulting in turbulent flow, making it difficult to align the fillers in a certain direction.

そこでこれらの問題点を回避し得る方法として、特開平11−302545号公報には、バインダとフィラーの混練物を並列に並んだ多数のパイプに導入し、差圧により押出してニュートン流体が管壁との摩擦で発生するせん断力を与え、せん断変形させることによりフィラーを流れの方向に配向する方法が記載されている。しかしながら、この方法は多数のパイプを必要とし、また配向が完了し得るだけの長さが必要であり、さらにこの本数分、長さ分のパイプの内壁と混練物間の管摩擦抵抗が大きくなるためこれに打ち勝つ差圧を与える必要があり、それによって設備が過大となるという問題があった。  Therefore, as a method for avoiding these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-302545 discloses that a kneaded mixture of a binder and a filler is introduced into a large number of pipes arranged in parallel, and extruded by a differential pressure to cause Newtonian fluid to flow through the tube wall. A method is described in which the filler is oriented in the direction of flow by applying a shearing force generated by friction between the filler and shear deformation. However, this method requires a large number of pipes, and requires a length sufficient for the orientation to be completed. Further, the pipe friction resistance between the inner wall of the pipe and the kneaded material is increased by this number. Therefore, there is a problem that it is necessary to give a differential pressure to overcome this, and thereby the equipment becomes excessive.

特開平11−302545号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-302545

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

本発明は、前記のごとくフィラーを配向充填した放熱シートを作製する方法において、従来技術に有する問題点を解消すべくなされたもので、熱伝導性能が高く柔軟で弾性を有する薄型の熱伝導シートを効率よく製造する方法を提供するものである。  The present invention has been made in order to eliminate the problems of the prior art in the method for producing a heat-dissipating sheet in which fillers are oriented and filled as described above, and is a thin heat-conducting sheet that has high thermal conductivity and is flexible and elastic. It provides the method of manufacturing efficiently.

課題を解決しようとする手段Means to solve the problem

本発明は厚さ方向に熱伝導性の良い異方性放熱シートの製造方法において、硬化させた後に弾性を有するゴムまたは合成樹脂を主成分とするバインダと熱伝導性フィラーとを混練し、この混練物を押出して、押出し方向にフィラーを配向させた後、硬化させて硬化物ブロックを作製し、該硬化物ブロックをフィラーの配向方向と直角に、所定厚みにスライスして製作する放熱シートの製造方法において、押し出し時に広断面積貯留域から狭断面積吐出口を通して押出すことにより押出し方向にフィラーを配向させることを特徴とする(請求項1)。  The present invention provides a method for producing an anisotropic heat-radiating sheet having good thermal conductivity in the thickness direction by kneading a binder mainly composed of rubber or synthetic resin having elasticity after being cured and a thermal conductive filler, A heat-dissipating sheet produced by extruding the kneaded product and orienting the filler in the extrusion direction and then curing to produce a cured product block, and slicing the cured product block to a predetermined thickness perpendicular to the orientation direction of the filler. In the production method, the filler is oriented in the extrusion direction by extruding from a wide cross-sectional area storage area through a narrow cross-sectional area discharge port during extrusion (Claim 1).

また前記本発明は、広断面積貯留域から狭断面積吐出口を通して混練物を押出す際に、押出し用容器の胴部断面の寸法Dと吐出口断面の寸法dの比がd<Dであることを特徴とする(請求項2)。  In the present invention, when extruding the kneaded material from the wide cross-sectional area storage area through the narrow cross-sectional area discharge port, the ratio of the dimension D of the body section of the extruding container to the cross-sectional dimension d of the discharge port is d <D. (Claim 2).

さらに前記本発明は、前記、広断面積貯留域から狭断面積吐出口を通して混練物を押出す際に、吐出口がオリフィス状または先細ノズル状の形状であって、押出し用容器の胴部断面の寸法Dと吐出口断面の寸法dの比がd/D<0.7であることを特徴とする(請求項3)。  Further, in the present invention, when the kneaded product is extruded from the wide cross-sectional area storage area through the narrow cross-sectional area discharge port, the discharge port has an orifice shape or a tapered nozzle shape, and the body section of the extrusion container The ratio of the dimension D to the dimension d of the discharge port cross section is d / D <0.7 (claim 3).

発明の効果The invention's effect

本発明は、前記混練物を押し出すにあたって広断面積貯留域から狭断面積吐出口を通して押し出すことにより、混練物にせん断変形を与えて混練物中の高密度の高熱伝導性フィラーを押出し方向に確実に配向させようとするもので、高価な装置を必要とすることなく熱伝導性の飛躍的に優れた放熱シートの製造方法を提供することができる。  In the present invention, when extruding the kneaded product, the kneaded product is extruded through a narrow cross-sectional area discharge port through a narrow cross-sectional area discharge port, so that the kneaded product is shear-deformed to ensure the high-density thermally conductive filler in the kneaded product in the extrusion direction. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a heat-dissipating sheet that is remarkably excellent in thermal conductivity without requiring an expensive device.

本発明の最も好ましい実施形態について図1ないし図4に基づきさらに詳しく説明する。  The most preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.

本発明の放熱シートは、バインダ用の材料と熱伝導性フィラー用の材料により、シート状の薄型放熱シートを製造するものである。本発明は基本的に図1に示す各工程により構成され、バインダ1と熱伝導性フィラー2とを混練して混練物3を得る混練工程、混練物3中に含まれ熱伝導性を阻害する空気等の気体を除去する脱泡工程、脱泡後の混練物3を押出し用の容器から押出すことによりバインダ1中のフィラー2を押出し方向に配向させる押出工程、押出した混練物3を硬化し硬化物ブロックとする硬化工程、この硬化物ブロックをスライスして放熱シート4とするスライス工程よりなる。  The heat radiating sheet of the present invention is a sheet-like thin heat radiating sheet made of a binder material and a heat conductive filler material. The present invention basically includes the steps shown in FIG. 1, and includes a kneading step of kneading the binder 1 and the heat conductive filler 2 to obtain a kneaded product 3, which is contained in the kneaded product 3 and inhibits thermal conductivity. A defoaming process for removing gas such as air, an extrusion process for orienting the filler 2 in the binder 1 in the extrusion direction by extruding the kneaded product 3 after defoaming from the container for extrusion, and curing the extruded kneaded product 3 It consists of a curing step for making a cured product block, and a slicing step for slicing this cured product block to form the heat radiation sheet 4.

前記バインダ1用の材料としては、架橋型のゴム系材料または合成樹脂系材料より、硬化させた後に弾性を有する材料の中から選定することができる。具体的には、ゴム系材料としてシリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、アクリルゴム、ポリオレフィン系エラストマー、合成樹脂系材料としてポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂等を使用することができる。それらの中でもシリコーンゴムは柔軟が高く、密着性、耐熱性が優れていることから最も好ましい。  The material for the binder 1 can be selected from cross-linked rubber materials or synthetic resin materials from materials having elasticity after being cured. Specifically, silicone rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, ethylene-propylene copolymer, acrylic rubber, polyolefin elastomer, and polyethylene resin as synthetic resin materials are used as rubber materials. Polypropylene resin, polyester resin, etc. can be used. Among these, silicone rubber is most preferable because it is highly flexible and has excellent adhesion and heat resistance.

前記バインダ1用の材料としては1液硬化型のものでもよいが、2液硬化型のものでもよい。加硫前のバインダ自体の粘度は、作業性等を考慮して1〜5000cP、好ましくは300〜500cP程度のものを選定する。なお、バインダが高粘度の場合は有機溶剤により希釈してもよいが、有機溶剤が十分に蒸発しない場合に放熱シートの物性に影響を与えることも考えられるので、できれば材料選定の段階でこれらにつき考慮しておくのが好ましい。  The material for the binder 1 may be a one-component curable material or a two-component curable material. The viscosity of the binder itself before vulcanization is selected to be about 1 to 5000 cP, preferably about 300 to 500 cP in consideration of workability and the like. If the binder has a high viscosity, it may be diluted with an organic solvent. However, if the organic solvent does not evaporate sufficiently, it may affect the physical properties of the heat dissipation sheet. It is preferable to consider.

またフィラー2用の材料としては、カーボングラファイト(黒鉛)、雲母、アルミナ、酸化亜鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン等、その他に銅、アルミニウム等の金属材料が考えられるが、中でもカーボングラファイトは熱伝導率が50〜1500w/m・Kと高く最も好適である。ここに、フィラーの大きさは、直径(φ)=0.05〜1000μm、長さ(l)=0.05〜50mm、好ましくは直径(φ)=1〜50μm、長さ(l)=0.1〜5mm程度のものが好適である。  As the material for filler 2, carbon graphite (graphite), mica, alumina, zinc oxide, boron nitride, molybdenum disulfide, and other metal materials such as copper and aluminum can be considered. The rate is as high as 50 to 1500 w / m · K, which is most suitable. Here, the size of the filler is as follows: diameter (φ) = 0.05 to 1000 μm, length (l) = 0.05 to 50 mm, preferably diameter (φ) = 1 to 50 μm, length (l) = 0. A thing of about 1-5 mm is suitable.

バインダ1とフィラー2との配合割合は、バインダ100重量部に対してフィラー10〜400重量部、特に50〜300重量部であることが好ましい。フィラー2が10重量部以下の場合は熱伝導度が低下し、400重量部以上の場合は混練が困難となる。そして、これらバインダ1とフィラー2を混練用の容器に投入して混練することにより、粘稠で且つ均一な混練物3が得られる。  The blending ratio of the binder 1 and the filler 2 is preferably 10 to 400 parts by weight, particularly 50 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder. When the filler 2 is 10 parts by weight or less, the thermal conductivity is lowered, and when it is 400 parts by weight or more, kneading becomes difficult. Then, the binder 1 and the filler 2 are put into a kneading container and kneaded to obtain a viscous and uniform kneaded product 3.

前記混練物3を脱泡用の容器に導入する。脱泡用の容器は密閉し減圧状態ないし真空状態とすることのできる容器で真空脱泡する真空度は絶対圧で好ましくは500Pa程度とする。その際、前記装置に変えて遠心脱泡装置等を使用してもよい。  The kneaded product 3 is introduced into a defoaming container. The defoaming container is hermetically sealed, and the degree of vacuum for defoaming in a depressurized or vacuumed container is preferably about 500 Pa in absolute pressure. At that time, a centrifugal defoaming device or the like may be used instead of the device.

次いで、脱泡後の混練物3を図2に示す押出槽11に導入する。押出槽11は、上部に圧縮気体供給口11aがあり、空気等の気体圧により広断面積の胴部11c内でピストン11bを押し下げるようになっている。また下部には胴部11cより通じる先細ノズル絞り部11d、狭断面積の吐出口11eを経て押し出される。このとき押出槽11内に導入された混練物3は、同図Aで示すように、バインダ1中でフィラー2の向きは不規則である。  Subsequently, the kneaded material 3 after defoaming is introduced into the extrusion tank 11 shown in FIG. The extrusion tank 11 has a compressed gas supply port 11a at the top, and pushes down the piston 11b in the body 11c having a wide cross-sectional area by a gas pressure such as air. Further, it is pushed out through a tapered nozzle constriction portion 11d communicating with the body portion 11c and a discharge port 11e having a narrow sectional area at the lower portion. At this time, the kneaded product 3 introduced into the extrusion tank 11 has an irregular orientation of the filler 2 in the binder 1 as shown in FIG.

そこで、押出槽11の圧縮気体供給口11aに空気等の気体5を供給しピストン11bを介して押し下げることによって下部の吐出口11eより混練物3が押出される。その際押出槽11内の気体圧は混練物3の粘度により適宜変更されるが、ゲージ圧で100kPa.以上とするのが好ましい。こうして混練物3が下部の絞り部11dを経て吐出口11eを通過することにより、同図Bで示すようにバインダ1中のフィラー2がほぼ同一方向に配向される。検証結果によれば、押出槽11の胴部11cの断面寸法Dと吐出口11eの断面寸法dの比はd<Dであれば良いが、好ましくはd/D<0.5〜0.7.さらに好ましくは0.3となった。また吐出口11eの平面形状は円形とするのが望ましい。この吐出口11eに到る絞り部11dの部分は、オリフィス形状でも良いがノズル形状が望ましい。例えば図で示すようなノズル形状とした場合に押出槽11の胴部11cの断面寸法Dとノズルの寸法Lの比は、好ましくはL/D>2、さらに好ましくはL/D>3であった。先細ノズルは長い方が、ブロック状物形成容器に容易に吐出しやすい。しかし、吐出口11eの断面の大きさdがあまり小さく、ノズルがあまり長いと押出し抵抗が大きくなり、加圧力を増やしたり、圧力に耐える丈夫な容器とする必要がある。  Therefore, the kneaded product 3 is extruded from the lower discharge port 11e by supplying the gas 5 such as air to the compressed gas supply port 11a of the extrusion tank 11 and pushing it down through the piston 11b. At that time, the gas pressure in the extrusion tank 11 is appropriately changed depending on the viscosity of the kneaded material 3, but the gauge pressure is 100 kPa. The above is preferable. Thus, when the kneaded material 3 passes through the discharge port 11e through the lower restricting portion 11d, the filler 2 in the binder 1 is oriented in substantially the same direction as shown in FIG. According to the verification result, the ratio of the cross-sectional dimension D of the body 11c of the extrusion tank 11 and the cross-sectional dimension d of the discharge port 11e may be d <D, but preferably d / D <0.5 to 0.7. . More preferably, it became 0.3. The planar shape of the discharge port 11e is preferably circular. The portion of the throttle portion 11d reaching the discharge port 11e may be an orifice shape, but a nozzle shape is desirable. For example, when the nozzle shape is as shown in the figure, the ratio of the cross-sectional dimension D of the body 11c of the extrusion tank 11 to the nozzle dimension L is preferably L / D> 2, more preferably L / D> 3. It was. The longer the tapered nozzle is, the easier it is to discharge into the block-shaped object forming container. However, if the cross-sectional size d of the discharge port 11e is too small and the nozzle is too long, the extrusion resistance increases, and it is necessary to increase the applied pressure or to make a strong container that can withstand the pressure.

このとき混練物3は、胴部11cの広断面積貯留域から吐出口11eの狭断面積出口を通して押出される際に混合物をせん断変形を受けることによって混合物3中のフィラーが同図に示すように押出し方向に配向(図中縦方向)する。すなわちこの混練物3の挙動を図3により模式的に表すと、押出槽11の胴部11c内(図中の寸法Dの領域)における混練物3の一定容量を同図Aの仮想線で示すような円形で示される状態から、押出槽11の吐出口11e(図中の寸法dの領域)を通過することにより同図Bの仮想線で示すような略楕円形の状態となって押出される。  At this time, when the kneaded material 3 is extruded through the narrow cross-sectional area outlet of the discharge port 11e from the wide cross-sectional area storage area of the body 11c, the filler in the mixture 3 is shown in FIG. In the direction of extrusion (longitudinal direction in the figure). That is, when the behavior of the kneaded material 3 is schematically shown in FIG. 3, a fixed capacity of the kneaded material 3 in the body portion 11c of the extrusion tank 11 (area of dimension D in the figure) is indicated by an imaginary line in FIG. From the state indicated by the circle as described above, it passes through the discharge port 11e of the extrusion tank 11 (area of the dimension d in the figure) and is extruded into a substantially elliptical state as indicated by the phantom line in FIG. The

生産効率を上げるために吐出速度を変えたり、吐出口11eの大きさを変えると、吐出口11eでの流れが乱れたりすることがあるが、下式で示されるレイノルズ数(Re)を一定に保つことにより、押出槽11内から吐出される粘性流体の流線は変更前の流線と相似形となり、このため所定方向にフィラーが配向した同じ品質の吐出流体を得ることができる。

Figure 2005303240
If the discharge speed is changed to increase the production efficiency or the size of the discharge port 11e is changed, the flow at the discharge port 11e may be disturbed. However, the Reynolds number (Re) expressed by the following equation is kept constant. By maintaining, the flow line of the viscous fluid discharged from the inside of the extrusion tank 11 becomes similar to the stream line before the change, and therefore, the discharge fluid of the same quality with the filler oriented in a predetermined direction can be obtained.
Figure 2005303240

次に押出し後の混練物3aを硬化させる。硬化方法は使用する原材料によって異なるが、シリコーンゴム系の2液硬化性材料を用いた場合に、例えば、常温で24時間静置したり100〜160℃、好ましくは150℃程度に昇温し、架橋反応を起こさせることにより硬化して硬化物ブロックを得ることができる。  Next, the kneaded product 3a after extrusion is cured. The curing method varies depending on the raw materials used, but when a silicone rubber-based two-component curable material is used, for example, it is allowed to stand at room temperature for 24 hours or heated to 100 to 160 ° C, preferably about 150 ° C, It can be cured by causing a crosslinking reaction to obtain a cured product block.

本発明における実施例を説明する。  Examples of the present invention will be described.

放熱シートを製造する工程中、バインダとフィラーよりなる材料を押出すことによって混練物中のフィラーを押出し方向に配向させ、作製した熱伝導シートの熱伝導率に与える影響を検証し可否を確認した。  During the process of manufacturing the heat dissipation sheet, the filler in the kneaded product was oriented in the extrusion direction by extruding a material consisting of a binder and a filler, and the effect on the thermal conductivity of the produced thermal conductive sheet was verified and confirmed as feasible. .

バインダ用の材料としてシリコーンゴム(ダイコーニング社製:商品名シルガードA,B)、またフィラー用の材料として熱伝導率900W/m・Kのカーボングラファイト(日本グラファイトファイバー社製:商品名XN−100−01Z)を重量比1:1.75の割合で混練した。  Silicone rubber (made by Die Corning: trade name Sylgard A and B) as the material for the binder, and carbon graphite having a thermal conductivity of 900 W / m · K (made by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd .: the trade name XN-100) as the material for the filler -01Z) was kneaded at a weight ratio of 1: 1.75.

この混練物を脱泡した後、押出槽〔胴部直径(D)=50mm、胴部長さ(L)=200mm、出口直径(d)=15mm)に導入し押出してブロック状物を得た。そしてこのブロック状物を加硫した後スライスして厚さ10mmの放熱シートを作製した。  After defoaming this kneaded product, it was introduced into an extrusion tank (body diameter (D) = 50 mm, body length (L) = 200 mm, outlet diameter (d) = 15 mm) and extruded to obtain a block-like product. The block-like product was vulcanized and sliced to produce a heat dissipation sheet having a thickness of 10 mm.

これに対し、比較例として本実施例と同じ材料を用いて混練し、この混練物を用いて本実施例と同様に脱泡し、本実施例のような配向工程を経ずに加硫し、スライスして厚さ10mmの放熱シートを作製した。  On the other hand, as a comparative example, the same material as in this example was kneaded, and this kneaded product was defoamed in the same manner as in this example, and vulcanized without passing through the alignment step as in this example. Then, a heat radiating sheet having a thickness of 10 mm was prepared by slicing.

本実施例および比較例によって作製した放熱シートにつき熱伝導性能を比較した結果を表1に示す。

Figure 2005303240
Table 1 shows the result of comparing the heat conduction performance of the heat radiating sheets prepared according to the present example and the comparative example.
Figure 2005303240

このことから本実施例による配向効果で熱伝導性能が大幅に向上することが確認された。また製造されたブロックの配向と平行に切断した面を顕微鏡で拡大すると、繊維が高密度に一方向(吐出方向)に配向されていることが、確認された。  From this, it was confirmed that the heat conduction performance is greatly improved by the orientation effect of this example. Moreover, when the surface cut | disconnected in parallel with the orientation of the manufactured block was expanded with the microscope, it was confirmed that the fiber was orientated in one direction (discharge direction) with high density.

本発明による放熱シートは、電子機器内部の熱源部に装着することにより、CPU等各種電子部品から発生する熱をきわめて効率的に外部に放出することができる。また、前記電子機器のみでなく中高温の熱を発生する広範囲の機器等からの放熱にも適用することができる。  The heat-dissipating sheet according to the present invention can dissipate heat generated from various electronic components such as a CPU to the outside very efficiently by being mounted on a heat source inside the electronic device. Further, the present invention can be applied not only to the electronic device but also to heat radiation from a wide range of devices that generate medium to high temperature heat.

本発明の実施例において基本的な工程を表すブロック図である。It is a block diagram showing a basic process in the Example of this invention. 本発明の実施例において押出しに用いた装置の断面図である。It is sectional drawing of the apparatus used for extrusion in the Example of this invention. 本発明の実施例で混練物を押出す際に、混練物およびそれに含まれるフィラーの挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of a kneaded material and the filler contained therein when extruding a kneaded material in the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 バインダ 2 フィラー 3、3a 混練物
4 放熱シート 4a フィラー 4b 溶出部
11 押出槽 11a 抽気口 11b ピストン
11c 胴部 11d 絞り部 11e 吐出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Binder 2 Filler 3, 3a Kneaded material 4 Heat radiation sheet 4a Filler 4b Elution part 11 Extrusion tank 11a Extraction port 11b Piston 11c Trunk part 11d Restriction part 11e Discharge port

Claims (3)

厚さ方向に熱伝導性の良い異方性放熱シートの製造方法において、硬化させた後に弾性を有するゴムまたは合成樹脂を主成分とするバインダと熱伝導性フィラーとを混練し、この混練物を押出して、押出し方向にフィラーを配向させた後、硬化させて硬化物ブロックを作製し、該硬化物ブロックをフィラーの配向方向と直角に、所定厚みにスライスして製作する放熱シートの製造方法において、押し出し時に広断面積貯留域から狭断面積吐出口を通して押出すことにより押出し方向にフィラーを配向させることを特徴とする熱伝導性フィラーの配向方法。  In a method for producing an anisotropic heat-radiating sheet having good thermal conductivity in the thickness direction, a binder mainly composed of rubber or synthetic resin having elasticity after being cured and a thermal conductive filler are kneaded, and this kneaded product is In a method for manufacturing a heat-dissipating sheet, which is extruded and oriented in the extrusion direction, and then cured to produce a cured product block, and the cured product block is sliced into a predetermined thickness perpendicular to the orientation direction of the filler. A method for orienting a thermally conductive filler, wherein the filler is oriented in the extrusion direction by extruding from a wide cross-sectional area storage area through a narrow cross-sectional area discharge port during extrusion. 前記、広断面積貯留域から狭断面積吐出口を通して混練物を押出す際に、押出し用容器の胴部断面の寸法Dと吐出口断面の寸法dの比がd<Dであることを特徴とする請求項1に記載の放熱シートの製造方法。  When extruding the kneaded material from the wide cross-sectional area storage area through the narrow cross-sectional area discharge port, the ratio of the dimension D of the body section of the extruding container to the dimension d of the cross-section of the discharge port is d <D. The manufacturing method of the heat-radiation sheet of Claim 1. 前記、広断面積貯留域から狭断面積吐出口を通して混練物を押出す際に、吐出口がオリフィス状または先細ノズル状の形状であって、押出し用容器の胴部断面の寸法Dと吐出口断面の寸法dの比がd/D<0.7であることを特徴とする請求項1および請求項2に記載の放熱シートの製造方法。  When the kneaded material is extruded from the wide cross-sectional area storage area through the narrow cross-sectional area discharge port, the discharge port has an orifice shape or a tapered nozzle shape, and the size D and the discharge port of the body section of the extrusion container The ratio of the dimension d of a cross section is d / D <0.7, The manufacturing method of the thermal radiation sheet of Claim 1 and Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011064142A (en) * 2009-09-17 2011-03-31 Toyoda Gosei Co Ltd Water jacket structure
WO2023177045A1 (en) * 2022-03-15 2023-09-21 주식회사 이에스디웍 Method for manufacturing thermally conductive sheet by using liquid raw material discharge device

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