JP3537384B2 - 低硬度放熱シート - Google Patents

低硬度放熱シート

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JP3537384B2 JP2000212714A JP2000212714A JP3537384B2 JP 3537384 B2 JP3537384 B2 JP 3537384B2 JP 2000212714 A JP2000212714 A JP 2000212714A JP 2000212714 A JP2000212714 A JP 2000212714A JP 3537384 B2 JP3537384 B2 JP 3537384B2
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慶満 前田
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放熱シートに関す
るものである。さらに詳しくは、荷重をかけることがで
きにくい発熱素子に用いる放熱シートに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、CPU,サイリスタ,ランバスメ
モリーなどの電子部品は使用中に発熱し、その熱のため
電子部品の性能が低下することがある。そのため発熱す
るような電子部品には放熱体が取り付けられる。これら
発熱素子と放熱体の間には通常、インターフェイスとし
て放熱シートが用いられる。最近では、放熱シートとし
て熱伝導性シリコーンゲルがあり、これらは非常に柔ら
かいため放熱体と発熱素子との密着性がよいため盛んに
使用されるようになってきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】発熱素子と放熱シート
を密着させるにはある程度の荷重を加える必要がある。
しかしながら、発熱素子の中にはあまり荷重を加えると
発熱素子が変形あるいは破損するものもある。
【0004】最近では架橋剤の量を調整して放熱シート
自体を柔らかくする方法が主流でアスカーCで8の放熱
シートが提案されている。
【0005】しかし、架橋剤の量を調整して放熱シート
自体を柔らかくする方法では硬度がアスカーCで4程度
が限界である。しかも硬度がアスカーCで4でも柔らか
さは不十分である場合が多発している。さらに硬度がア
スカーCで4になると離型台紙から製品を取り出すとき
に伸びたり、ちぎれたりして取り扱い性が非常に困難で
ある。
【0006】本発明は、前記従来の課題を解決するため
取り扱い性が良好でありしかも、発熱素子に加わる荷重
を低減することのできる低硬度放熱シートを提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の低硬度放熱シートは、電子部品発熱体から
大気中に熱移動させる放熱シートであって、上下両面表
層部がゴム状に硬化させた薄膜補強層であり、その間に
未加硫のコンパウンド層が存在し、前記薄膜補強層と前
記未加硫のコンパウンド層とは一体成形されており、前
記薄膜補強層および未加硫のコンパウンド層が、いずれ
もポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して無
機物フィラー50〜2500重量部からなるコンパウン
ドであることを特徴とする。
【0008】本発明の低硬度放熱シートにおいては、未
加硫のコンパウンド層の稠度が180以上であることが
好ましい。
【0009】
【0010】また、低硬度放熱シートのカット面は、ロ
ータリーカッターを含む丸刃のカット面であることが好
ましい。
【0011】また、低硬度放熱シートがランバスメモリ
ーの放熱シートとして使用されることが好ましい。
【0012】また、上下両面表層部の薄膜補強層の厚み
が0.002〜0.5mmの範囲であり、その間の未加
硫のコンパウンド層の厚みが0.25〜10mmの範囲
であることが好ましい。
【0013】また、厚さ方向から荷重を10gf/mm
2以上かけたとき、内層の未加硫のコンパウンド層が外
側にはみ出すことが好ましい。
【0014】また、厚さ方向から荷重をかけ、50%圧
縮した後、1分後の荷重値が、20gf/mm2以下で
あることが好ましい。
【0015】また、アスカーC硬度が10以上であるこ
とが好ましい。
【0016】
【発明実施の形態】以下、図面とともに本発明の放熱シ
ートを説明する。図1は本発明の一実施形態の低硬度放
熱シートの断面図である。放熱シート1は、上下両面表
層部がゴム状に硬化させた薄膜補強層2,3と、その間
の未加硫のコンパウンド層4によって形成されている。
図2は、厚さ方向に圧縮荷重がかかったときの断面図で
ある。未加硫のコンパウンド層4は両方の側面から膨出
するため、応力を緩和でき、荷重値を低くすることがで
きる。
【0017】本発明の放熱シートは、好適には上下面の
いずれかの表層部から荷重を10gf/mm2以上かけ
たとき、内層の未加硫のコンパウンド層が外側にはみ出
す。これにより、圧縮荷重がかかったとき、内層の未加
硫のコンパウンド層の外側へのはみ出しにより、応力を
緩和でき、その結果、発熱素子に加わる荷重を低減する
ことができる。
【0018】本発明の未加硫のコンパウンドを薄膜補強
層にするには、シリコン原子に直接結合している水素原
子が1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンが好適に使用される。
【0019】薄膜補強層の作成方法は、樹脂フィルムに
あらかじめオルガノハイドロジェンポリシロキサンを塗
布しておき、得られたオルガノハイドロジェンポリシロ
キサン層を内側に配置してその2枚の樹脂フィルムの間
に未加硫のコンパウンドを充填し、前記オルガノハイド
ロジェンポリシロキサン層を未加硫のコンパウンドの両
表面に転写して一体成形するのが好ましい。
【0020】成形方法としてはプレス成形、コーティン
グ成形、カレンダー成形等があり未加硫のコンパウンド
の性状でどの加工方法にするかは任意に選択できる。
【0021】樹脂フィルムにポリオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンを塗布するにはナイフコーター,バー
コーター,グラビアコーター,多段ロールコーターなど
がありどれを用いてもよい。
【0022】放熱シートの切り口から未加硫のコンパウ
ンドが滲みでてこないように未加硫のコンパウンドの稠
度は180以上が好ましい。
【0023】未加硫のコンパウンドは架橋剤の添加され
ていないポリオルガノシロキサン成分100重量部に対
して無機物フィラー50〜2500重量部から構成され
る。
【0024】前記低硬度放熱シートは、スーパーカッタ
ーなどのように刃がシート上面から下りて裁断する形式
ではカット面が凸凹になりやすいため、ロータリーカッ
ターのような丸刃で裁断されることが好ましい。
【0025】前記低硬度放熱シートは、荷重をあまりか
けることのできない発熱素子であるランバスメモリーに
は好適である。
【0026】コンパウンドにおいては無機物フィラーが
酸化アルミニウム,酸化亜鉛,酸化マグネシウム及び窒
化硼素から選ばれる少なくともひとつの無機粒子である
ことが好ましい。
【0027】無機物フィラーにはシランカップリング
剤,チタンカップリング剤,アルミニウムカップリング
剤などの処理をしてもよい。
【0028】離型台紙はポリエステル,ポリイミド,ポ
リオレフィン,フッ素フィルムから選択することが好ま
しい。
【0029】離型効果を高めるためこれらのフィルム表
面にはフッ素化合物,シリコーン化合物,アクリル樹
脂,メラミン樹脂を塗布してもよい。また、制電処理,
ブラスト処理をしたフイルムを使用してもよい。
【0030】難燃性付与のため白金系化合物を添加しも
よい。白金系化合物としては塩化白金酸,アルコール変
性塩化白金,白金オレフィン錯体,メチルビニルポリシ
ロキサン白金錯体から選ばれる少なくともひとつである
ことが好ましい。また、難燃助剤として酸化鉄,酸化チ
タン,水酸化アルミニウム,水酸化マグネシウムなどが
あり一種または二種の混合物が好適に用いられる。
【0031】前記した本発明の低硬度放熱シートは上下
面表層部がゴム状に硬化させた薄膜補強層であり、その
間に未加硫のコンパウンドが存在することにより発熱素
子に加わる荷重を低減することのできる放熱シートにな
りしかも上下面表層部がゴム状に硬化させた薄膜補強層
であるため取り扱い性が良好な低硬度放熱シートを得る
ことができる。
【0032】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。
【0033】ここで使用する無機物フィラーは、フィラ
ー表面をビニルトリメトキシシランなどのカップリング
剤(例えば商品名「SZ6300」、東レ・ダウコーニ
ングシリコーン株式会社)により処理をした。処理方法
は乾式法であり、具体的には無機物フィラーをニーダー
ミキサーなどの混練機で攪拌中に前記カップリング剤を
滴下し、30分間攪拌した後、120℃に設定した熱風
オーブン中で1時間乾燥して、目的とする無機物フィラ
ーを得た。
【0034】樹脂フィルムはポリプロピレンフィルムを
使用した。
【0035】樹脂フィルムへのオルガノハイドロジェン
ポリシロキサン(SH1107 東レ・ダウコーニング
シリコーン(株)製)をバーコーターにより厚さ5μm
で塗布した。得られた2枚の樹脂フィルムのオルガノハ
イドロジェンポリシロキサン層を内側に配置してその間
に未加硫のコンパウンドを充填し、前記オルガノハイド
ロジェンポリシロキサン層を未加硫のコンパウンドの両
表面に転写して一体成形する方法を採用した。
【0036】
【実施例1】架橋剤が添加されていないポリオルガノシ
ロキサン100重量部(JCR6106のA液 東レ・
ダウコーニングシリコーン(株)製)に酸化アルミニウ
ム800重量部(AL30 昭和電工株式会社)を添加
して混練りすることによって未加硫のコンパウンドを得
た(稠度:190)。これをオルガノハイドロジェンポ
リシロキサンを塗布した樹脂フィルム二枚でプレス成型
することで目的のシートを得ることができた。
【0037】得られた低硬度放熱シートの両表面の薄膜
補強層の厚みは0.1mm、未加硫のコンパウンド層の
厚みは1.8mmであった。
【0038】得られた放熱シートの特性は、後述する表
1にまとめて記載する。
【0039】
【実施例2】架橋剤が添加されていないポリオルガノシ
ロキサン100重量部(JCR6106のA液 東レ・
ダウコーニングシリコーン(株)製)に酸化アルミニウ
ム400重量部(AL30 昭和電工株式会社)を添加
して混練りすることによってコンパウンドを得た。これ
をオルガノハイドロジェンポリシロキサンを塗布した樹
脂フィルム二枚でプレス成型することで目的のシートを
得ることができた。
【0040】得られた低硬度放熱シートの両表面の薄膜
補強層の厚みは0.1mm、未加硫のコンパウンド層の
厚みは1.8mmであった。
【0041】得られた放熱シートの特性は、後述する表
1にまとめて記載する。
【0042】
【比較例1】JCR6106のA液60重量部,B液4
0重量部に酸化アルミニウム800重量部(AL30
昭和電工株式会社)を添加して混練りすることによって
コンパウンドを得た。
【0043】これをオルガノハイドロジェンポリシロキ
サンを塗布しない樹脂フィルム二枚でプレス成型するこ
とでシートを得ることができた。
【0044】得られた放熱シートの特性は、後述する表
1にまとめて記載する。
【0045】
【比較例2】JCR6106のA液60重量部,B液4
0重量部に酸化アルミニウム400重量部(AL30
昭和電工株式会社)を添加して混練りすることによって
コンパウンドを得た。
【0046】これをオルガノハイドロジェンポリシロキ
サンを塗布しない樹脂フィルム二枚でプレス成型するこ
とでシートを得ることができた。
【0047】得られた放熱シートの特性は、次の表1に
まとめて記載する。
【0048】
【表1】
【0049】(1)硬度はアスカーC硬度計で測定し
た。 (2)50%圧縮荷重(1分後)は微小荷重計MODEL131
0N(ロードセル200kgf)で厚みの50%圧縮した
のち1分後の値を測定した。 (3)測定サンプルは、厚み1.0mmtで大きさは2
5×25mmであった。
【0050】表1に示すとおり、比較例1は硬度がアス
カーC:8でなんとか離型台紙から取り出すことはでき
るが荷重値は高かった。比較例2も硬度がアスカーC:
2と低かったが、荷重値は高く、しかも取り扱い性は非
常に悪かった。
【0051】これに対して、実施例1〜2は、上下面表
層部をゴム状に硬化させた薄膜補強層の間に未加硫のコ
ンパウンドが存在する構造をしていたので、上下面表層
部をゴム状に硬化させた薄膜補強層のため取り扱い性が
よくなり、さらに薄膜補強層の間に未加硫のコンパウン
ドのため圧縮しても側面方向にコンパウンドが逃げ、応
力緩和しやすいため、圧縮荷重値は低かった。
【0052】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば上
下面表層部をゴム状に硬化させた薄膜補強層を形成さ
せ、その間に未加硫のコンパウンドが存在する構造の放
熱シートとすることにより、圧縮荷重は低くなりかつ取
り扱い性の良好な低硬度放熱シートを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の低硬度放熱シートの断面
図である。
【図2】本発明の一実施形態の低硬度放熱シートに圧縮
荷重がかかったときの断面図である。
【符号の説明】
1 放熱シート 2,3 薄膜補強層 4 未加硫のコンパウンド層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−207275(JP,A) 特開 平10−183110(JP,A) 特開 平11−199690(JP,A) 特開2001−110963(JP,A) 特開2001−284504(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 25/20 B32B 27/00 H01L 23/36 H01L 23/373

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子部品発熱体から大気中に熱移動させる
    放熱シートであって、 上下両面表層部がゴム状に硬化させた薄膜補強層であ
    り、その間に未加硫のコンパウンド層が存在し、 前記薄膜補強層と前記未加硫のコンパウンド層とは一体
    成形されており、 前記薄膜補強層および未加硫のコンパウンド層が、いず
    れもポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して
    無機物フィラー50〜2500重量部からなるコンパウ
    ンドである ことを特徴とする低硬度放熱シート。
  2. 【請求項2】前記未加硫のコンパウンド層の稠度が18
    0以上である請求項1に記載の低硬度放熱シート。
  3. 【請求項3】前記上下両面表層部の薄膜補強層の厚みが
    0.002〜0.5mmの範囲であり、その間の未加硫
    のコンパウンド層の厚みが0.25〜10mmの範囲で
    ある請求項1又は2に記載の低硬度放熱シート。
  4. 【請求項4】前記放熱シートの厚さ方向から荷重を10
    gf/mm2以上かけたとき、内層の未加硫のコンパウ
    ンド層が外側にはみ出す請求項1〜のいずれかに記載
    の低硬度放熱シート。
  5. 【請求項5】前記放熱シートの厚さ方向から荷重をか
    け、50%圧縮した後、1分後の荷重値が、20gf/
    mm2以下である請求項1〜のいずれかに記載の低硬
    度放熱シート。
  6. 【請求項6】前記放熱シートのアスカーC硬度が10以
    上である請求項1〜のいずれかに記載の低硬度放熱シ
    ート。
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