JP2006049876A - 電磁波障害対策放熱シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、及び球状の熱伝導性粉末を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70である電磁波障害対策放熱シート。また、ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、球状の熱伝導性粉末、及び粘着付与剤を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70、及び傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー3〜10である電磁波障害対策放熱シート。
【選択図】 なし
Description
しかし、それらの熱膨張率の相違等による熱的整合性の問題が生ずることが多い。具体的には、ヒートシンクとしては、通常、熱伝導性に優れるアルミニウム材等が好適に適用される場合が多いが、被冷却部品である半導体素子はそれより大幅に熱膨張率が小さい場合が多く、従ってヒートシンクと被冷却部品との接合部で整合性が悪くなってしまう。こうなると、熱膨張率の大きな相違による反りの発生や、接合部での剥離の発生等の問題が生じることになる。
また、組立時や修理時の作業性から、組立時には被冷却部品と密着してずれ落ちることがなく、かつ、必要のない時には糊残りなく簡易にはがせることが要求されるようになってきた。
また、本発明は、さらに、適度な粘着力をも有する電磁波障害対策放熱シートを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、
(1)ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、及び球状の熱伝導性粉末を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70であることを特徴とする電磁波障害対策放熱シート、
(2)前記ゴム及び/または前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記磁性合金粉末200〜700質量部及び前記熱伝導性粉末500〜1100質量部を含有させたことを特徴とする(1)項に記載の電磁波障害対策放熱シート、
(3)ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、球状の熱伝導性粉末、及び粘着付与剤を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70、及び傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー3〜10であることを特徴とする電磁波障害対策放熱シート、
(4)前記粘着付与剤がロジンエステル系樹脂及び/またはテルペン系樹脂であることを特徴とする(3)項に記載の電磁波障害対策放熱シート、
(5)前記ゴム及び/または前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記磁性合金粉末200〜700質量部、前記熱伝導性粉末500〜1100質量部及び前記粘着付与剤10〜50質量部を含有させたことを特徴とする(3)または(4)項に記載の電磁波障害対策放熱シート、
(6)(1)〜(5)のいずれか1項に記載の電磁波障害対策放熱シートにおいて、さらに難燃剤を含有させたことを特徴とする電磁障害対策放熱シート、
(7)前記難燃剤が金属水和物であることを特徴とする(6)項に記載の電磁波障害対策放熱シート、
(8)前記ゴム及び/または前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記難燃剤100〜500質量部を含有させたことを特徴とする(6)または(7)項に記載の電磁波障害対策放熱シート、
(9)前記電磁波障害対策放熱シートの片側表層が傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー1以下の非粘着層であることを特徴とする電磁波障害対策放熱シート、
(10)少なくとも1部に補強層を有することを特徴とする電磁波障害対策放熱シート、
(11)厚さが1.5mm以下であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれか1項に記載の電磁波障害対策放熱シート、
(12)ゴム及び/または熱可塑性エラストマー、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、及び球状の熱伝導性粉末を含有し、デュロメータータイプE硬度45〜70であることを特徴とするゴム及び/または熱可塑性エラストマー組成物、
(13)ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、球状の熱伝導性粉末、及び粘着付与剤を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70、及び傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー3〜10であることを特徴とするゴム及び/または熱可塑性エラストマー組成物
により提供される。
本発明において、アスペクト比とは微粒子主面の平均径を平均厚さで除することにより求めることが出来る。
また、本発明において、「ゴム」及び「熱可塑性エラストマー」には、シリコーンゴム、並びにその誘導体は含まれない。
デュロメータータイプE硬度が大きすぎると、シートとCPU等の電子部品やヒートシンクとの接触する密着面積が非常に小さくなり、CPU等からシートへ、シートからヒートシンクへ熱が効率よく伝導されず放熱特性が大きく低下してしまう。すなわち、熱を伝導する媒体がいかに熱伝導率の高いものであっても、それら媒体同士がまず密着していなければ熱は伝導されない。よって、CPU等からヒートシンクへ熱を伝導する役目の本発明のシートは、CPU等及びヒートシンクの双方と高い密着面積を得るべく柔軟性のあるものでなければならず、その柔軟性を十分なものとするため、デュロメータータイプE硬度で70以下であり、65以下が好ましい。ただし、そのデュロメータータイプE硬度が小さすぎると、シートの引張強度や引裂強度が低くなり、組立て作業時などに破れたり裂けたりしてしまい、製品として適するものではなくなってしまうため、本発明のシートは、デュロメータータイプE硬度で45以上であり、50以上が好ましい。
前述の作業性は、所定の柔軟性をもつシートにおいて前記粘着性が有効となる。すなわち、シートが硬すぎた場合、所定の粘着性を付与したとしても、電子部品等に密着させることができず、結果として良好な作業性が得られないためである。
さらに、難燃剤を配合することにより、電子機器に求められるUL94垂直難燃試験V−2以上の難燃性を付与させることができる。
(A)ゴム
本発明における好ましいゴムとしては、例えば、アクリルゴム、エチレン・プロピレンゴムが挙げられる。
アクリルゴムは単量体成分としてはアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルと各種官能基を有する単量体を少量共重合させて得られるゴム弾性体であり、共重合させる単量体としては、2−クロルエチルビニルエーテル、メチルビニルケトン、アクリル酸、アクリロニトリル、ブタジエン等を適宜使用することができる。具体的には、Nipol AR(商品名、日本ゼオン(株)製)、JSR AR(商品名、JSR(株)製)、トアアクロン AR(商品名、トウペ製)等を使用することができる。また、エチレンとの2元共重合体や、これにさらにカルボキシル基を側鎖に有する不飽和炭化水素をモノマーとして共重合させた3元共重合体も使用することが出来る。具体的には、2元共重合体の場合にはベイマックDやベイマックDLSを、3元共重合体の場合にはベイマックG、ベイマックHC、ベイマックLS、ベイマックGLS(商品名、いずれも三井・デュポンポリケミカル(株)製)を使用することができる。架橋剤としては、ジメチル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチル・ジチオカルバミン酸鉄、アンモニウムベンゾエート、トリアジン、ジ−n−ブチル・ジチオカルバミン酸亜鉛、イソシアネート、ブチル化メラミン等を適宜用いることができる。エチレン−プロピレンゴムとしては、エチレンとプロピレンだけからなるEPM(エチレン−プロピレン共重合ゴム)、さらに非共役ジエンを少量共重合させた3元系共重合体EPDM(エチレン−プロピレンターポリマー)が使用できる。EPDMに使用される非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、5−工チリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン等を使用したものを使用することができる。具体的には、JSR EP(商品名、JSR(株)製)、Keltan(商品名、出光ディーエスエム(株)製)などが挙げられる。
本発明に用いられるゴムはJIS K 6300に規定されるムーニー粘度ML1+4(100℃)で40以下の低粘度のものが好ましい。ムーニー粘度が高すぎると、結果として得られるシートが硬くなってしまうためである。
本発明において好ましい熱可塑性エラストマーは、例えば、エチレン(メタ)アクリル酸アルキル共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン系共重合体が挙げられる。
エチレン(メタ)アクリル酸アルキル共重合体としては、例えば、エチレンアクリル酸メチル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸メチル共重合体、エチレンメタクリル酸エチル共重合体が挙げられる。エチレン(メタ)アクリル酸共重合体としては、エチレンアクリル酸共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体などが挙げられる。具体的には、例えば、エバフレックス(商品名、三井デュポンポリケミカル(株)製)、ジェイレクス(商品名、日本ポリオレフィン(株)製)が挙げられる。
スチレン系共重合体は、好ましくはビニル芳香族化合物をその構成成分の主体とした少なくとも2個の重合体ブロックAと、共役ジエン化合物をその構成成分の主体とした少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体又はこれを水素添加して得られるもの、あるいはこれらの混合物であり、例えば、A−B−A、B−A−B−A、A−B−A−B−Aなどの構造を有するビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体、あるいはこれらの水素添加されたものを挙げることができる。具体例としては、SBS(スチレン・ブタジエンブロックコポリマー)、SIS(スチレン・イソプレンブロックコポリマー)、SEBS(水素化SBS)、SEPS(水素化SIS)等を挙げることができる。具体的にはラバロン、セプトン(いずれも商品名、三菱化学(株)製)などがある。
本発明の熱可塑性エラストマーとしては、デュロメータータイプE硬度が60以ドであることが好ましい。デュロメータータイプE硬度が高すぎると、結果として得られるシートが硬くなってしまうためである。
ゴム及び/または熱可塑性エラストマーは少なくとも1種が用いられ、それぞれ単独で使用してもよいし、両者を混合して使用してもよい。ゴムと熱可塑性エラストマーを混合して使用する場合には、両者の質量比は、ゴム:熱可塑性エラストマーで、90:10〜10:90が好ましい。
磁性合金粉末としては、ごく一般に使用されているセンダスト(Fe−Al−Si合金)やパーマロイ(Fe−Ni合金)、カルボニル鉄などに代表される鉄合金または鉄などを用いることができるが、本発明においては、粉末を構成する微粒子の平均の厚みが2μm以下、アスペクト比(平均径/厚み)が10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末を使用する。粉末を構成する微粒子の平均の厚みが2μm以下、アスペクト比(平均径/厚み)が10以上の形状の磁性粉末を配合した場合、そのような形状であるがゆえにフレキシブル性がなくシートの硬度が硬くなってしまう恐れがあるためである。本発明の磁性合金粉末としては粉末を構成する微粒子の平均の厚みが2μm以下、アスペクト比(平均径/厚み)が10以上の形状以外の形状なら特に限定はないが、例えば、球状、不定形の磁性合金粉末を好適に用いることができる。また、本発明の磁性合金粉末は、本発明の効果を損なわない範囲で、微粒子の平均の厚みが2μm以下、アスペクト比(平均径/厚み)が10以上の形状の微粒子を含んでもよいが、前記形状の微粒子は粉末を構成する全微粒子中10%以下であることが好ましく、5%以下がさらに好ましい。
磁性合金粉末の配合量はゴム及び/または熱可塑性エラストマー100質量部に対し200質量部〜700質量部が好ましく、250質量部〜550質量部であることがさらに好ましい。磁性合金粉末の配合量が少なすぎると要求される電磁波障害対策性能が得られない場合があり、また多すぎるとシートの硬度が非常に硬いものとなって密着性が悪くなり、良好な放熱特性が得られない場合がある。
磁性合金粉末を構成する微粒子の平均粒径は、特に限定はないが30μm〜110μmが好ましい。
熱伝導性粉末としては、例えば酸化アルミニウムや酸化マグネシウムを用いることができる。本発明においては、形状としては丸み状を含む球状である。本発明において、丸み状とは楕円や卵状といった角のない形状のものをいう。熱伝導性粉末は高い熱伝導率を付与させるべくシートへの配合量が多いため、球状以外の形状の熱伝導性粉末を配合した場合そのシートの硬度が非常に硬いものとなってしまうおそれがあり、被冷却部品や冷却体との密着性が低下して良好な放熱特性が得られない場合がある。
熱伝導性粉末の配合量はゴム及び/または熱可塑性工ラストマー100質量部に対し500〜1100質量部であることが好ましく、750〜950質量部であることがさらに好ましい。配合量が少なすぎると、シートは柔らかいが熱伝導率が低く高い放熱特性を得ることができない場合がある。また、配合量が多すぎると、シートの硬度がかたくなってしまい、結果として放熱性が低下する恐れがある。
熱伝導性粉末を構成する微粒子の平均粒径は、特に限定はないが100μm以下が好ましい。
本発明においては、粘着付与剤を配合しても良い。粘着付与剤の配合により、作業する際に必要な適度な粘着力を電磁波障害対策放熱シートに付与することが可能となる。粘着付与剤としては、例えば、ロジンエステル系樹脂やテルペン系樹脂が挙げられる。具体的には例えば、スーパーエステル(商品名、荒川化学(株)製)、YSポリスター(商品名、ヤスハラケミカル(株)製)などが挙げられる。ロジンエステル系樹脂とテルペン系樹脂を混合して用いても良い。
粘着付与剤の配合量はゴム及び/または熱可塑性エラストマー100質量部に対し10〜50質量部であることが好ましく、20〜30質量部であることがさらに好ましい。配合量が少なすぎると所定の粘着力を得ることができず、配合量が多すぎると粘着力が高すぎ、かつシートが非常に柔らかいものとなることから、シートの取扱いのハンドリングが非常に困難になってしまう場合がある。
UL規格等で難燃性が求められる電子機器等に使用される場合には、難燃剤の配合が望ましい。難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水和物、リン酸化合物、ポリリン酸酸化物、赤リン化合物などのリン系難燃剤、メラミンシアヌレートなどが挙げられる。中でも水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムといった金属水和物の難燃剤の使用が望ましい。その配合量はゴム及び/または熱可塑性エラストマー100質量部に対し100〜500質量部であることが好ましく、200〜400質量部であることがさらに好ましい。配合量が少なすぎると必要な難燃性を得ることができず、配合量が多すぎるとシートが硬くなってしまう恐れがあるからである。
なお、本発明においては必要に応じて一般的に使用されている各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、滑剤等を本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。
(イ)非粘着層
本発明のシートは、好ましくは上述のように作業する際に必要な適度な粘着力を粘着付与剤の配合により付与するものであるが、場合によっては、粘着させる面と反対側の面においては、粘着性を持たないシートが要求される場合がある。
本発明においては、粘着性を有する前記電磁波障害対策放熱シートの片側表層が非粘着層であってもよい。非粘着層は、前述の傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー1以下であることが好ましく、1未満がさらに好ましい。前記シートの片側表層を非粘着層とする手段としては、特に限定はないが、例えば、タルクやシリカなどの粉末を塗布する、もしくは、薄膜のフィルムや不織布を貼付するなどの方法が挙げられる。
粘着性を有する電磁波障害対策放熱シートの片側が非粘着層を有するシートを使用することにより、シートを対象の機器へ組込む際などに、放熱したい部品上に粘着する側を貼付けて所定位置から外れないようにすると同時に、もう片側が非粘着層となっているため、手や貼付けに使用する治具等にシートが粘着せず、より作業性に優れた電磁波障害対策放熱シートとすることが可能である。
非粘着層の厚さに特に限定はないが、0.004〜0.012mmが好ましい。
また、本発明のシートにおいては、例えばシートの厚みが薄い物を使用すると、場合によっては、所定の機器や金属板に貼付した後で再剥離させた場合に、シートがちぎれやすくなる場合がある。特にシートの厚さが0.5mm以下の場合にちぎれやすくなる場合がある。このため、本発明においては、シートの一部に補強層を有しても良い。本発明における補強層は、本発明の電磁波障害対策放熱シートの特性を損なわないものであれば、特に限定はないが、例えば、薄膜のフィルムや不織布、もしくはメッシュなどを用いることが可能である。また、この補強層は上記の非粘着層を兼ねるものであってもよい。
補強層の厚さは、特に限定はないが、0.004〜0.012mmが好ましい。
本発明における補強層は、例えば、シートの片側、もしくはシート内部などにラミネートして設けることが可能である。補強層を有する電磁波障害対策放熱シートを使用することにより、シートの厚さが薄い物を使用しても、再剥離してもちぎれにくい作業性に優れた電磁波障害対策放熱シートとすることが可能である。
本発明において、シートの厚さは1.5mm以下であることが好ましい。シートの厚みが厚くなりすぎると、熱が伝達される距離が長くなり、特に高い放熱特性が要求される用途の場合は、不利になってくる場合がある。シートの厚さは0.3〜1.0mmが更に好ましい。
実施例12は、各材料を常法により混練し、押出し及び圧延機で厚さ1.0mmとして片側に、タルクを全体に散布した後、刷毛で過剰量を除去しながら均一に塗布し、シートを得た。
実施例14〜19は、各材料を常法により混練し、押出した後、圧延機で片面または内部にポリエステルフィルム、不織布、またはメッシュをラミネートすることでシートを得た。内部にラミネートした場合には、シート断面において、上部表面から0.1〜0.3mmの位置にラミネートされるようにした。
更に、実施例20〜22は、各材料を常法により混練し、押出した後、圧延機で内部(シート断面において、上部表面から0.1〜0.3mmの位置)にポリエステルフィルム、不織布、またはメッシュをラミネートし、その後片側に、タルクを全体に散布した後、刷毛で過剰量を除去しながら均一に塗布し、シートを得た。
・実施例1
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:旭電化工業(株)、アデカサイザーRS700。
・実施例2
エチレン・プロピレンゴム:三井化学(株)、4021。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:出光興産(株)、ダイアナプロセスオイルPW−150。
・実施例3
エチレン・アクリルゴム:三井・デュポン・ポリケミカル(株)、ベイマックHVG
。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:花王(株)、トリメックスN−08
・実施例4
EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体):三井・デュポン・ポリケミカル(株)、エ
バフレックスEV45LX。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:コスモ石油ブリカンツ(株)、コスモホワイトP350。
・実施例5
SEBS:三菱化学(株)、ラバロン320C。
パーマロイ:大同特殊鋼(株)、DAP PC。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
テルペン樹脂:ヤスハラケミカル(株)、YSポリスターT100。
水酸化マグネシウム:神島化学(株)、マグシーズ10A。
オイル:出光興産(株)、ダイアナプロセスオイルPW−150。
・実施例6
SEPS:クラレ(株)、2063。
カルボニル鉄:戸田工業(株)、S−1641。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
テルペン樹脂:ヤスハラケミカル(株)、YSポリスターT100。
水酸化マグネシウム:神島化学(株)、マグシーズ10A。
オイル:出光興産(株)、ダイアナプロセスオイルPW−150。
・実施例7
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
エチレン・プロピレンゴム:三井化学(株)、4021。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
パーマロイ:大同特殊鋼(株)、DAP PC。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:旭電化工業(株)、アデカサイザーRS700
・実施例8
EEA(エチレンアクリル酸エチル共重合体):日本ポリオレフィン(株)、ジェイ
レクスEEA A4250。
EVA:三井・デュポン・ポリケミカル(株)、エバフレックスEV45LX。
カルボニル鉄:戸田工業(株)、S−1641。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
テルペン樹脂:ヤスハラケミカル(株)、YSポリスターT100。
水酸化マグネシウム:神島化学(株)、マグシーズ10A。
オイル:コスモ石油ブリカンツ(株)、コスモホワイトP350。
・実施例9
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
オイル:旭電化工業(株)、アデカサイザーRS700
・実施例10
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:花王(株)、トリメックスN−08。
・実施例11
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
オイル:旭電化工業(株)、アデカサイザーRS700。
・実施例12〜22
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:旭電化工業(株)、アデカサイザーRS700。
タルク:富士タルク工業(株)、SP−40
ポリエステルフィルム:テイジンフィルム(株) テトロンフィルム 厚さ5μm
不織布:三井化学(株) シンテックスPS−103 厚さ0.16mm
メッシュ:ユニチカ(株) ガラス繊維C33A1−104V 厚さ0.14mm
・比較例1
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
アトマイズ鉄:川崎製鉄(株)、KIP MG150D。厚さ1μm。アスペクト比
40。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:旭電化工業(株)、アデカサイザーRS700。
・比較例2
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR51。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:花王(株)、トリメックスN−08。
・比較例3
EEA:日本ユニカー(株)、NUC−6090。
カルボニル鉄:戸田工業(株)、S−16410。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
テルペン樹脂:ヤスハラケミカル(株)、YSポリスターT100。
水酸化マグネシウム:神島化学(株)、マグシーズ10A。
オイル:コスモ石油ブリカンツ(株)、コスモホワイトP350。
・比較例4、5、7〜10
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、AS10。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:旭電化工業(株)、アデカサイザーRS700。
・比較例6
アクリルゴム:日本ゼオン(株)、Nipol AR54。
センダスト:大同特殊鋼(株)、DAPMSA10。
酸化アルミニウム:昭和電工(株)、A12。
ロジンエステル:荒川化学(株)、スーパーエステルA100。
水酸化アルミニウム:日本軽金属(株)、B73。
オイル:花王(株)、トリメックスN−08。
(1)硬さ デュロメータータイプE
シートの硬さはJIS K 6253「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に規定されているデュロメータータイプE硬度で測定した。
(2)電磁波減衰効果VCCI
電磁波の減衰効果については、実際の電子機器のCPUに各例で作成したシートを貼りつけその機器を作動させ、その際にその機器から発生する電磁波強度を電波暗室内で測定するVCCI(情報処理装置等電波障害自主規制協議会)に基づく測定を行った。今回は3m法で行い、30MHzから230MHzでは電磁波強度が40dBuV/m以下、230MHzから1GHzでは47dBuV/m以下であることが規格値となり、電磁波強度がそれら以下であれば合格となる。
(3)放熱特性・熱伝導率・ヒートシンク上昇温度
放熱特性については、京都電子工業(株)製の熱伝導率計を用いてシートの熱伝導率を測定した。また図1に示すように、実際の電子機器においてCPUとヒートシンクの間に各例のシートを挟み込み、機器を作動させた場合のヒートシンクの上昇温度を熱電対により測定した。図1中において、1は熱電対、2はヒートシンク、3はシート、4はCPUである。すなわち、ヒートシンクの上昇温度が高いほど、CPUから多くの熱を伝導しており放熱性に優れていることとなる。
(4)粘着性ボールタックボールNo.
粘着性については、JIS Z 0237「粘着テープ・粘着シート試験方法」の傾斜式ボールタックにてシートの粘着力を測定した。
(5)難燃性UL94垂直V難燃
難燃性は、UL94の垂直V難燃で測定した。
(6)再剥離性
40mmと50mmの辺からなる長方形のシートをアルミ板に貼り付けて、そのシートの上に荷重1.3kgをかけて65℃で2時間加熱した後、シートを剥離させた時に、ちぎれないかを評価した。ちぎれたものがあった場合には以下の表において「ちぎれやすい」と表記した。
実施例1〜22の上記(1)〜(6)の測定結果を表1〜6に、比較例1〜10の上記(1)〜(6)の測定結果を表7〜9に合わせて示す。
また、可塑剤の欄に記載された化合物の具体的商品名は、前述の実施例で使用した材料の欄で「オイル」としてそれぞれで示した商品名である。
上記表に示されるように、本発明の範囲にある実施例1〜12においては、そのシートの硬度はデュロメータータイプEで46から70であるため、柔軟性に富み、また取扱い上も問題ないものである。
加えて熱伝導率が2.2〜2.7W/mKであることからヒートシンクの上昇温度が23〜28℃と高く、それだけシートがCPUからの熱をヒートシンクへ伝導しており放熱性に優れていることがわかる。
さらに、3m法VCCI測定ではその電磁波強度が規格値以下と電磁波強度を減衰させる機能に優れている。
また、実施例1〜8、11、12においては、その柔らかさからシート自体の粘着力がボールタックでのボールNo.が3から8であり、CPUやヒートシンクと粘着するが容易に剥がすことも可能な粘着力を有しており、作業性が高いものとなっている。
さらに、その中の実施例12においては、片側の面にタルクの粉末を塗布することにより、ボ−ルNo.が1の非粘着面を形成させている。
さらに、実施例1〜8、10、12においては、UL94における垂直難燃試験結果がV−0と、難燃性にも優れていることがわかる。
実施例13においては、厚みが0.5mm以下の0.4mm厚である為に放熱特性には非常に優れているが、再剥離性において若干ちぎれやすいものとなっている。
(実施例14〜22)
実施例14〜22は、実施例13のシートにおいてポリエステルフィルム、不織布、またはメッシュで補強層を設けたものである。
補強層を、シートの片側の面に設けた実施例14〜16及びシートの内部に設けた実施例17〜22においては、シートの厚みが0.4〜0.5mmであるが再剥離試験においてちぎれないことがわかる。
ただし、そのように薄い補強層が設けられることにより、ヒートシンクの上昇温度が20℃〜22℃となり実用上問題なく使用可能な範囲ではあるが、その補強層がない実施例1〜13に比べるとやや放熱特性が低下している。
また、実施例14〜16はシートの片側の面に補強層を設けている為、ボールタックでのボールNo.が0の非粘着面の形成をも兼ねることになっている。
更に、実施例20〜22は、シートの内部に補強層を設けることに加え、シートの片側にタルクを塗布することでボールタックのボールNo.1の非粘着面をも形成している。
次に、比較例について以下に説明する。
まず、本発明の範囲外にある厚みとアスペクト比を有する扁平形の形状をした磁性粉末を配合した比較例1は、そのシートの硬さがデュロメータータイプE硬度で70を超えて80と非常に硬いためにCPUやヒートシンクとの密着面積が非常に小さくCPUからの熱をヒートシンクへ伝導する放熱機能が非常に劣り、結果ヒートシンクの上昇温度が10℃と非常に低いものであることがわかる。
その上、ボールタックのボールナンバーが1と粘着力も非常に小さい。
また、それの配合量が500質量部未満である比較例7(請求項2の発明の比較例)においては、柔軟性はあるがシートの熱伝導率が1.5W/mKと低いことから、CPUからヒートシンクへの熱を伝導する放熱性に劣りヒートシンクの上昇温度が16℃と低いことがわかる。
また、難燃剤が500質量部を超えた比較例10(請求項8の発明の比較例)はシートのデュロメータータイプE硬度が70を超えて硬くCPUやヒートシンクとの密着面積が非常に小さくなることからCPUからヒートシンクへの熱を伝導する放熱性に劣り、ヒートシンクの上昇温度が15℃と低く、ボールタックのボールナンバーも2と粘着力も非常に小さいことがわかる。
2 ヒートシンク
3 シート
4 CPU
Claims (13)
- ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、及び球状の熱伝導性粉末を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70であることを特徴とする電磁波障害対策放熱シート。
- 前記ゴム及び/または前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記磁性合金粉末200〜700質量部及び前記熱伝導性粉末500〜1100質量部を含有させたことを特徴とする請求項1に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、球状の熱伝導性粉末、及び粘着付与剤を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70、及び傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー3〜10であることを特徴とする電磁波障害対策放熱シート。
- 前記粘着付与剤がロジンエステル系樹脂及び/またはテルペン系樹脂であることを特徴とする請求項3に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- 前記ゴム及び/または前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記磁性合金粉末200〜700質量部、前記熱伝導性粉末500〜1100質量部及び前記粘着付与剤10〜50質量部を含有させたことを特徴とする請求項3または4に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電磁波障害対策放熱シートにおいて、さらに難燃剤を含有させたことを特徴とする電磁障害対策放熱シート。
- 前記難燃剤が金属水和物であることを特徴とする請求項6に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- 前記ゴム及び/または前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記難燃剤100〜500質量部を含有させたことを特徴とする請求項6または7に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- 前記電磁波障害対策放熱シートの片側表層が傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー1以下の非粘着層であることを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- 少なくとも1部に補強層を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- 厚さが1.5mm以下であることを特徴とする請求項1〜10いずれか1項に記載の電磁波障害対策放熱シート。
- ゴム及び/または熱可塑性エラストマー、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、及び球状の熱伝導性粉末を含有し、デュロメータータイプE硬度45〜70であることを特徴とするゴム及び/または熱可塑性エラストマー組成物。
- ゴム及び/または熱可塑性エラストマーに対し、厚さ2μm以下かつアスペクト比10以上の形状以外の形状の磁性合金粉末、球状の熱伝導性粉末、及び粘着付与剤を含有させ、デュロメータータイプE硬度45〜70、及び傾斜式ボールタック試験でのボールナンバー3〜10であることを特徴とするゴム及び/または熱可塑性エラストマー組成物。
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