JP3023821U - 放熱フィン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導性のみならず、柔軟性にも優れた放熱
フィンを提供する。 【解決手段】 表面の少なくとも一面にシリコーンゴム
層を有する放熱フィンであって、前記シリコーンゴム層
が、粘着性を有するとともに、アスカーＣ硬度が５〜５
０の低硬度熱伝導性シリコーンゴムであることを特徴と
する放熱フィン。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は放熱フィンに関し、特に発熱性の電子部品等の放熱用として好適な放 熱フィンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

コンピュータ、ワードプロセッサー等の機器内のパワートランジスタ、サイリ スタを始め、ＩＣ，ＬＳＩ，ＣＰＵ，ＭＰＵ等の集積回路素子（以下単に素子と いう）の発熱性部品は、熱の発生により特性が低下するので、これらの部品の放 熱が円滑に行われるように電子機器内に放熱部品を設置する必要がある。しかし ながら、電子機器の高集積化が進んだことに伴い、従来行われてきた冷却ファン による強制空冷方式では不十分な場合が生ずる。

【０００３】 更に、近年の携帯可能なラップトップ型やノートブック型のパーソナルコンピ ュータの場合には、筐体の関係で、強制空冷方式以外の冷却方法が必要になって いる。また、これらの電子機器ではプリント基板上に集積回路素子が設置されて いるが、基板の材質として熱伝導性に劣るガラス補強エポキシ樹脂やポリイミド 樹脂が用いられるので、従来のように、放熱シートを介して基板に熱を逃すこと ができず、前記素子による発熱がカラー液晶板に影響を与えるという欠点があっ た。

【０００４】 そこで、上記の欠点を解決するために、集積回路の近傍に自然冷却タイプある いは強制冷却タイプの放熱フィンやヒートパイプ等の放熱器を設置し、素子から 発生した熱を放熱器に伝えて放熱させる方式が取られる。この方式においては、 素子と放熱器との間の熱伝導を良好にするために、それらの間に放熱伝導性グリ ースや放熱絶縁シートを介在させる。

【０００５】 その具体例としては、シリコーンオイルに、シリカファイバー、酸化亜鉛、窒 化アルミニウム等の熱伝導性充填材を配合した熱伝導性シリコーングリースを用 いる方法（特公昭５７−３６３０２）が挙げられる。しかしながら、これらの方 法では、オイルブリードの危険性や組立時の作業性の悪さに加え、熱履歴による 空隙の発生に基づく熱伝導率の低下等の不都合が多いという欠点があった。

【０００６】 一方、放熱伝導性グリースの代わりに、ガラスクロス等の布状補強材で補強し た０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの放熱絶縁シートを用いる方法（特開昭５６−１６１ １４０）も知られている。しかしながら、その放熱絶縁シートは、柔軟性が劣る ため、熱膨脹を起こした際に、隣接する素子と基板に過度の応力がかかり、前記 素子が破損する恐れがあった。そこで柔軟性の改良された放熱絶縁シートも開発 されたが、装着時にエアーが介在しやすく、そのために本来の放熱特性が得られ ないという欠点があった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

そこで、本考案者らは、上記欠点を解決すべく鋭意検討した結果、粘着性を有 すると共に、必要に応じて、内部にガラスクロス等の補強材をいれた、アスカー Ｃ硬度が５〜５０である低硬度熱伝導性シリコーンシートを放熱フィンに貼りつ けたり、シリコーンゴムをコーティングすることによって、放熱フィンの熱伝導 性を損なうことなく、放熱フィンに柔軟性を付与することができることを見い出 し、本考案に到達した。 従って、本考案の目的は、熱伝導性のみならず、柔軟性にも優れた放熱フィン を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の上記の目的は、表面の少なくとも一面にシリコーンゴム層を有する放 熱フィンであって、前記シリコーンゴム層が、粘着性を有するとともに、アスカ ーＣ硬度が５〜５０の低硬度熱伝導性シリコーンゴムであることを特徴とする放 熱フィンによって達成された。 本考案における低硬度熱伝導性シリコーンゴムの熱伝導性は、架橋後のアスカ ーＣ硬度が５〜５０となるように、架橋性シリコーンゴム組成物中に熱伝導性充 填材を含有させることによって容易に調製することができる。

【０００９】 上記の熱伝導性充填材としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウ ム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、炭化珪素、石英、水酸化アルミニウム等、公 知の熱伝導性樹脂組成物に使用される物が挙げられる。また、電気絶縁性が必要 でない場合には、銀、アルミニウム、ニッケル等の金属粉体を充填材として用い ることもできる。 この熱伝導性充填材の使用量は、シリコーンゴム組成物中の２５〜９０重量％ であることが好ましく、特に５０〜８５重量％であることが好ましい。２５重量 ％より少ないと低硬度熱伝導シリコーンゴムの熱伝導性が不十分になり、逆に９ ０重量％より大きいと、低硬度熱伝導性シリコーンゴムの柔軟性が低下する。

【００１０】 低硬度熱伝導性シリコーンゴムを形成するシリコーンゴム組成物は、架橋後の アスカーＣ硬度が５〜５０であれば足りるが、硬化後の低硬度熱伝導性シリコー ンゴム中に含まれる重合度が２０以下の環状低分子シロキサンは、低硬度熱伝導 性シリコーンゴムの０．５重量％以下であることが好ましい。 この低分子シロキサンが０．５重量％以上存在すると、低硬度熱伝導性シリコ ーンゴムを電子部品近傍の接点部品に用いた場合に、いわゆる接点障害が起こる おそれがある。

【００１１】 低硬度熱伝導性シリコーンゴムに含まれるＤｎ体を０．５％以下にするための 方法としては、例えば、架橋前の液状付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物 の原料シロキサンの段階で、当業界で公知となっている減圧蒸留法、分子蒸留法 及び臨界抽出法等でＤｎ体を除去する方法、または、低硬度熱伝導性シリコーン ゴムを調製した後に、加熱してＤｎ体を除く方法等が挙げられる。

【００１２】 本考案ではシリコーンゴムの表面の保護と使用の利便性を考慮して、低硬度熱 伝導性シリコーンゴム成形体の表面に離型性を有する保護シートを貼着して用い ることが好ましい。この様な保護シートとしては、粘着性を持ったシリコーンゴ ム硬化物に対する離型性に優れた物が好ましく、例えば、ポリエチレンフィルム やフッ素系離型材で処理をした離型紙などが挙げられる。但し、製造工程におけ る硬化温度が高くなる場合にはポリエチレンフィルムは使用しない方が良い。

【００１３】 本考案における低硬度熱伝導性シリコーンシートの製造は、先ず、前述した低 硬度熱伝導性シリコーンゴム組成物をＰＥＴシート上に０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ 厚さに塗布し、加熱して低硬度熱伝導性シリコーンシートを得、次いで、必要に 応じて、粘着面に前述した保護シートを貼り合わせれば良い。 本考案においては、低硬度熱伝導性シリコーンシートの表面又は内部の少なく とも一箇所に補強材を配置することもできる。このような複合シートは、シリコ ーンゴム組成物層の上下から加熱下でプレス成形して得ることができるが、通常 は、補強材を張った枠を有する所要面積の板材の前記補強剤の上下に液状シリコ ーンゴム組成物を広げるように置き、上下からプレス成形する。

【００１４】 プレス成形の条件は、通常、硬化性オルガノシリコーン組成物をプレス成形に より硬化し成形するときの条件であればよく、特に限定されることはない。上記 の成形条件の内、温度条件は、５０〜２００℃であることが好ましく、特に好ま しくは６０〜１８０℃である。また、圧力条件は組成物の粘度により適宜選択す ればよい。流動性の良い組成物を成形するときは、加圧を必要としないこともあ るが、気泡の巻き込みをさけるために、通常５〜５０ｋｇｆ／ｃｍ² で加圧する ことが好ましい。

【００１５】 上記の板材及び枠材としては、例えば、液状付加硬化型オルガノポリキサン組 成物に対して離型性を有する材料であることが好ましい。かかる離型性を有する 材料としては、例えばフッ素樹脂コート板、テフロンフィルム、フッ素系離型剤 を塗布したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が挙げられる。最 後に、このプレスで得られた粘着シートに、必要に応じて保護シートを張り合わ せ、低硬度熱伝導性複合シリコーンシートを得ることができる。

【００１６】 低硬度熱伝導性複合シートの別の製造方法としてディップ法がある。これは熱 伝導性充填材を含有し硬化後のアスカーＣ硬度が５〜５０となる液状付加硬化型 オルガノポリシロキサン組成物層を必要に応じて溶剤に希釈し、この液内に補強 材をディップして両面に前記オルガノポリシロキサン組成物を塗布した後浴槽か ら引き上げ、必要に応じてロールやブレード等で厚さを均一にした後加熱硬化を 行う。更に、このシートの粘着面に保護シートを張り合わせても良い。

【００１７】 更に別の製造方法の例としては、コーティング法がある。この方法では、通常 行われるコンマコータやナイフコータを用いて、補強材の両面に硬化性オルガノ シリコーン組成物を同時に塗布することが好ましい。塗布後、加熱エアー等でシ リコーン組成物を硬化させ、粘着面に保護シートを張り合わせて低硬度熱伝導性 複合シリコーンシートを得る。

【００１８】 本考案に用いられる放熱フィンは、通常電気電子部品に用いられる金属のフィ ンであり、目的に応じて市販されているいろいろな形状のもの（図１を参照）を 用いることができる。 本考案の放熱フィンは、上述した低硬度熱伝導性シリコーンシート或いは複合 シートの保護シートを剥がした後に、エアーが入らないように、真空圧着機など を用いながら放熱フィンの熱入力面にはり合わせることによって容易に得ること ができる。

【００１９】 また、放熱フィンの熱入力面に直接塗布することも可能であり、この場合厚さ に応じて、スクリーン印刷、メタル印刷、転写印刷などの方法を用いることがで きる。この場合、低硬度熱伝導性シリコーン組成物は必要に応じて溶剤により希 釈されていても良い。また、接着力を増すために、塗布前の放熱フィンにプライ マー処理を施しても良い。

【００２０】

【考案の効果】 本考案の低硬度熱伝導性シリコーンゴム一体型放熱フィンは、熱伝導性、柔軟 性及び密着性に優れており、電子機器の組立作業にも適している。従って、この 低硬度熱伝導性シリコーンゴム一体型放熱フィンを使用すれば、電子部品からの 発熱エネルギーを効率良く放熱することが可能であり、電子部品の性能低下を防 ぐことができる。

【００２１】

【実施例】

以下、本考案を実施例によって更に詳述するが、本考案はこれによって限定さ れるものではない。又、特に断らない限り、以下に記載する「部」及び「％」は 、それぞれ「重量部」及び「重量％」を意味し、粘度はいずれも２５℃における 値を示す。

【００２２】 実施例１． メチルビニルポリシロキサン単位が５モル％であり、末端がトリメチルシロキ シ基で停止されたジメチルポリシロキサン（粘度：４，０００ｃＳｔ）１００部 、及び酸化アルミニウム（アルミナＡＳ−３０：昭和電工株式会社製の商品名） ３７０部を、１５０℃で２時間混練した。得られた混練物を室温に冷却した後、 該混練物に塩化白金酸のビニルシクロヘキサン錯体（白金含有量１％）０．３部 、及び、制御材としてエチニルシクロヘキサノール０．０１５部を加えて均一に 混合した。

【００２３】 得られた混合物に、H(CH₃)₂SiO(-Si(CH₃)₂O-)₁₈Si(CH₃)₂Hで表されるメチルハ イドロジェンポリシロキサン４．８部を添加し、均一に混合して液状付加硬化型 オルガノポリシロキサン組成物Ａを調製した。得られた組成物Ａの一部を、１５ ０℃で１０分間加熱して厚さ６ｍｍのシートを得、アスカーＣ硬度を測定したと ころ２１であった。また、このシート中の重合度２０以下の環状低分子シロキサ ンの量を測定したところ０．０３重量％であった。 放熱フィンＢ１上に、スクリーン印刷によって上記の組成物Ａを塗布し、１５ ０℃で１０分間加熱硬化させ、一体化した放熱フィンＣ１を製造した。

【００２４】 実施例２． 実施例１で得た組成物Ａを、フッ素系離型剤Ｘ−７０−０２９Ｂ（信越化学工 業株式会社製の商品名）で表面処理をしたＰＥＴ上に０．１０ｍｍ厚に塗布し、 同じ処理ＰＥＴを用いてサンドイッチ状に組成物Ａを挟み、１５０℃で１０分間 プレス硬化させ、得られたシートをＴＯ−３型トランジスターの形に打ち抜き、 片面のＰＥＴフィルムを剥がし、真空圧着機を用いて放熱フィンＢ１に張り合わ せ、一体化した放熱フィンＣ２を製造した。

【００２５】 実施例３． 実施例１で得たの組成物Ａの内部に、補強剤として厚さ０．２ｍｍ、目開き１ ．５ｍｍのポリエステルメッシュクロスを埋め込み、プレスにより加熱硬化させ 、合計厚さ１．０ｍｍの熱伝導製複合シートを製造し、更に、両面にポリエチレ ンシートを張り合わせた。得られたシートを３０ｍｍ角の形に打ち抜き、片面の ＰＥＴフィルムを剥がし、真空圧着機を用いて放熱フィンＢ２に貼り合わせ、一 体化した放熱フィンＣ３を製造した。

【図面の簡単な説明】

【図１】市販されている各種の放熱フィンの断面概念図
である。

【図２】図１に示した放熱フィン（ｂ）を用いた場合
の、本考案の放熱フィンの断面図である。

【符号の説明】

１ アスカーＣ硬度が５〜５０の低硬度シリコーンゴム
層が付与される前の放熱フィン ２ アスカーＣ硬度が５〜５０の低硬度熱伝導性シリコ
ーンゴム ３ 補強材（メッシュクロス）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面の少なくとも一面にシリコーンゴム
   層を有する放熱フィンであって、前記シリコーンゴム層
   が、粘着性を有するとともに、アスカーＣ硬度が５〜５
   ０の低硬度熱伝導性シリコーンゴムであることを特徴と
   する放熱フィン。
2. 【請求項２】 粘着性低硬度熱伝導性シリコーンゴムが
   シート及び／又はクロスにより補強されてなる、請求項
   １に記載された放熱フィン。