JP7470946B2 - 熱伝導シート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の第2の側面に係る熱伝導シートによれば、上記構成に加えて、前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第一ポリマーと、前記第一ポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び第二ポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第二ポリマーとが結合しているものとすることができる。
さらに、本発明の第3の側面に係る熱伝導シートによれば、それぞれが一方の主面から他方の主面に連続して設けられた複数の熱伝導部と、主面方向に積層された前記複数の熱伝導部の、隣接する界面同士を接合する接合部とを備え、全体としてシート状をなす熱伝導シートであって、前記熱伝導部は、空隙部を含んでおり、前記接合部は、柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成されると共に、部分的に空隙層を形成しており、前記樹脂材料の一部が、前記熱伝導部の前記空隙部に部分的に侵入させており、前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第一ポリマーと、前記第一ポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び第二ポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第二ポリマーとが結合しているものとすることができる。
さらにまた、本発明の第17の側面に係る熱伝導シートの製造方法によれば、それぞれが一方の主面から他方の主面に連続して設けられた複数の熱伝導部を主面方向に積層した熱伝導シートの製造方法であって、熱伝導部を構成する熱伝導部形成用シートに、未硬化の樹脂材料を含浸する工程と、前記未硬化の樹脂材料を含浸された熱伝導部形成用シートを、ロール状に巻き取る工程と、前記巻き取られた巻取体の状態で、前記未硬化の樹脂材料を硬化させる工程と、前記樹脂材料が硬化された巻取体を、前記ロール状の軸方向に垂直、平行又は傾斜した平面で断裁する工程と、を含み、前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第一ポリマーと、前記第一ポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び第二ポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第二ポリマーとが結合しているものとすることができる。
[実施形態1]
(熱伝導シート100)
(熱伝導部)
(鱗片状黒鉛)
(樹脂繊維)
(その他の成分)
(接合部)
(樹脂材料)
(その他の成分)
(熱伝導シート100の厚さ方向での熱伝導率)
[実施形態2]
[実施形態3]
(熱伝導シートの使用形態)
[実施形態1に係る熱伝導シートの製造方法]
・図9Aに示すように、熱伝導部10の形成に用いる熱伝導部形成用シート10’を用意する熱伝導部形成用シート準備工程と、
・図9Bに示すように、樹脂材料20’を介して熱伝導部形成用シート10’を積層し積層体60を得る積層工程と、
・図9Cに示すように、積層体60を熱伝導部形成用シート10’の積層方向に切断する切断工程と
を含む。これにより、厚さ方向への熱伝導性に優れ、柔軟性にも優れる熱伝導シートを好適に製造することができる熱伝導シートの製造方法を提供することができる。以下、各工程について詳細に説明する。
(熱伝導部形成用シート準備工程)
(積層工程)
(切断工程)
[実施形態2に係る熱伝導シートの製造方法]
・図12Aに示すように、熱伝導部10の形成に用いる熱伝導部形成用シート10’を用意する熱伝導部形成用シート準備工程と、
・図12Bに示すように、樹脂材料20’を介して熱伝導部形成用シート10’を積層し積層体60を得る積層工程と、
・図12Bに示すように、積層体60を熱伝導部形成用シート10’の積層方向から所定角度傾斜した方向で切断する切断工程と、
・図12Cに示すように、切断により得られた熱伝導シート200をその厚さ方向に押圧する押圧工程とを含む。図12Bに示す切断工程では、積層体60を熱伝導部形成用シート10’の積層方向(積層体60の厚さ方向)に対して、所定角度θ2傾斜した方向から切断する。言い換えると、前述した実施形態1に係る製造方法とは、積層体60の切断方向が異なり、かつ押圧工程をさらに有している以外は、同様である。このような構成により、図6に示したように、熱伝導シート200の法線N100と熱伝導部10の法線N10とが直交していない熱伝導シート200を好適に製造することができる。
[実施形態3に係る熱伝導シートの製造方法]
・図14Aに示すように、熱伝導部10の形成に用いる熱伝導部形成用シート10’を用意する熱伝導部形成用シート準備工程と、
・図14Bに示すように、樹脂材料20’を介して熱伝導部形成用シート10’を積層し積層体60を得る積層工程と、
・図14Cに示すように、積層体60に枠体形成用膜30’を設ける枠体形成用膜設置工程と、
・図14Dに示すように、枠体形成用膜30’が設置された積層体60を熱伝導部形成用シート10’の積層方向に切断する切断工程とを含む。言い換えると、前述した実施形態1に係る製造方法とは、積層工程と切断工程との間に枠体形成用膜設置工程をさらに含む以外は、同様である。
(枠体形成用膜設置工程)
[実施形態4に係る熱伝導シートの製造方法]
(1)熱伝導シートの製造
(実施例1)
(熱伝導部形成用シートの製造)
(積層体の製造)
(熱伝導シートの製造)
(実施例2~5)
(実施例6)
(実施例7~10)
(実施例11)
(実施例12~15)
(実施例16)
(比較例1)
(比較例2)
A:CPU温度が60℃未満である。
B:CPU温度が60℃以上65℃未満である。
C:CPU温度が65℃以上70℃未満である。
D:CPU温度が70℃以上75℃未満である。
E:CPU温度が75℃以上である。
(積層体の断面写真)
100、200、300…熱伝導シート
100’…シート本体
10…熱伝導部
10’…熱伝導部形成用シート
11…黒鉛(鱗片状黒鉛)
12…樹脂繊維
20…接合部
20’…樹脂材料
30…枠体
30’…枠体形成用膜
40…ポリロタキサン
41…環状分子
42…第一ポリマー
43…封鎖基
50…第二ポリマー
60、60B、60C、60D…積層体
HS…放熱器
HG…発熱体
T100…厚さ
T10…厚さ
T20…厚さ
N100…法線
N10…法線
W…幅
RL1、RL2…巻取体
RO2…ロール
BT…樹脂槽
CS…閉塞空間
HT…ヒータ
Claims (19)
- それぞれが一方の主面から他方の主面に連続して設けられた複数の熱伝導部と、
主面方向に積層された前記複数の熱伝導部の、隣接する界面同士を接合する接合部と
を備え、
全体としてシート状をなす熱伝導シートであって、
前記熱伝導部は、空隙部を含んでおり、
前記接合部は、柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成されると共に、部分的に空隙層を形成しており、
前記樹脂材料の一部が、前記熱伝導部の前記空隙部に部分的に侵入させており、
前記熱伝導シートを、その厚さ方向に0.2N/mm 2 の面圧で押圧した際の、前記熱伝導シートの厚さ方向での熱伝導率をλ 0.2 [W/m・K]、前記熱伝導シートを、その厚さ方向に0.8N/mm 2 の面圧で押圧した際の、前記熱伝導シートの厚さ方向での熱伝導率をλ 0.8 [W/m・K]としたとき、1.5≦λ 0.8 /λ 0.2 ≦3.5の関係を満足する熱伝導シート。 - 請求項1に記載の熱伝導シートであって、
前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第一ポリマーと、前記第一ポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び第二ポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第二ポリマーとが結合しているものである熱伝導シート。 - それぞれが一方の主面から他方の主面に連続して設けられた複数の熱伝導部と、
主面方向に積層された前記複数の熱伝導部の、隣接する界面同士を接合する接合部と
を備え、
全体としてシート状をなす熱伝導シートであって、
前記熱伝導部は、空隙部を含んでおり、
前記接合部は、柔軟性を有する樹脂材料を含む材料で構成されると共に、部分的に空隙層を形成しており、
前記樹脂材料の一部が、前記熱伝導部の前記空隙部に部分的に侵入させており、
前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第一ポリマーと、前記第一ポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び第二ポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第二ポリマーとが結合しているものである熱伝導シート。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記接合部中における前記空隙層の占める割合は、2体積%以上30体積%以下である熱伝導シート。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導部は、鱗片状をなす黒鉛、及び樹脂繊維を含む材料で構成されたものである熱伝導シート。 - 請求項5に記載の熱伝導シートであって、
前記樹脂繊維は、アラミド繊維である熱伝導シート。 - 請求項5又は6に記載の熱伝導シートであって、
前記黒鉛は、膨張化黒鉛である熱伝導シート。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導シートの主面について、レーザーフラッシュ法を用いて測定される前記熱伝導シートの厚さ方向における熱伝導率が10W/m・K以上200W/m・K以下である熱伝導シート。 - 請求項1~8のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導シートの面内方向における前記熱伝導部の幅は、50μm以上300μm以下である熱伝導シート。 - 請求項1~9のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導シートの厚さは、0.2mm以上5mm以下である熱伝導シート。 - 請求項1~10のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導シートをその厚さ方向に0.2N/mm2の面圧で押圧した際の、前記熱伝導シートの厚さは、0.1mm以上5mm以下である熱伝導シート。 - 請求項1~11のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導シートの表面粗さRaは、0.1μm以上100μm以下である熱伝導シート。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導シートの法線と前記熱伝導部の法線とのなす角が、25°以上90°以下である熱伝導シート。 - 請求項1~13のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導部と接合部との界面が、曲面状に形成されてなる熱伝導シート。 - 請求項1~14のいずれか一項に記載の熱伝導シートであって、
前記熱伝導シートの主面方向において、互いに積層された前記熱伝導部と接合部とは、その膜厚をそれぞれ部分的に異ならせてなる熱伝導シート。 - それぞれが一方の主面から他方の主面に連続して設けられた複数の熱伝導部を主面方向に積層した熱伝導シートの製造方法であって、
熱伝導部を構成する熱伝導部形成用シートに、未硬化の樹脂材料を含浸する工程と、
前記未硬化の樹脂材料を含浸された熱伝導部形成用シートを、ロール状に巻き取る工程と、
前記巻き取られた巻取体の状態で、前記未硬化の樹脂材料を硬化させる工程と、
前記樹脂材料が硬化された巻取体を、前記ロール状の軸方向に垂直、平行又は傾斜した平面で断裁する工程と、
を含み、
前記熱伝導シートを、その厚さ方向に0.2N/mm 2 の面圧で押圧した際の、前記熱伝導シートの厚さ方向での熱伝導率をλ 0.2 [W/m・K]、前記熱伝導シートを、その厚さ方向に0.8N/mm 2 の面圧で押圧した際の、前記熱伝導シートの厚さ方向での熱伝導率をλ 0.8 [W/m・K]としたとき、1.5≦λ 0.8 /λ 0.2 ≦3.5の関係を満足する熱伝導シートの製造方法。 - それぞれが一方の主面から他方の主面に連続して設けられた複数の熱伝導部を主面方向に積層した熱伝導シートの製造方法であって、
熱伝導部を構成する熱伝導部形成用シートに、未硬化の樹脂材料を含浸する工程と、
前記未硬化の樹脂材料を含浸された熱伝導部形成用シートを、ロール状に巻き取る工程と、
前記巻き取られた巻取体の状態で、前記未硬化の樹脂材料を硬化させる工程と、
前記樹脂材料が硬化された巻取体を、前記ロール状の軸方向に垂直、平行又は傾斜した平面で断裁する工程と、
を含み、
前記樹脂材料は、環状分子と、直鎖状の分子構造を有し前記環状分子を串刺し状に包接する第一ポリマーと、前記第一ポリマーの両端付近に設けられた封鎖基とを有するポリロタキサン、及び第二ポリマーを含み、前記環状分子を介して、前記ポリロタキサンと前記第二ポリマーとが結合しているものである熱伝導シートの製造方法。 - 請求項16又は17に記載の熱伝導シートの製造方法であって、さらに、
前記熱伝導部形成用シートに未硬化の樹脂材料を含浸する工程に先立ち、
前記熱伝導部形成用シートを、ロール状の巻取体として準備する工程を含む熱伝導シートの製造方法。 - 請求項16~18のいずれか一項に記載の熱伝導シートの製造方法であって、
前記未硬化の樹脂材料が、熱硬化性樹脂である熱伝導シートの製造方法。
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