JPH11317591A - 熱伝導性電磁波シールドシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導性と電磁波シールド特性ともに優れ、
発熱する素子への形状追随性、加工性および生産性を兼
ね備えた熱伝導性電磁波シールドシート。 【解決手段】 金属で被覆された樹脂繊維のシート状物
を、熱伝導性充填剤を含有するシリコーンゴム層中に介
在、あるいは少なくとも片面に積層した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器より発生
する熱を放散させ、かつ電磁波ノイズをシールドする熱
伝導性電磁波シールドシートに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、電子機器の高性能化、小型化にと
もなう高密度実装や、ＬＳＩの高集積化、高速化などに
よって、電子機器から発生する熱対策が非常に重要な課
題になっている。通常、図３に示すように、発熱する素
子６の熱拡散用として、これら熱源と放熱器５の間や熱
源６と金属製伝熱板の間に、接触熱抵抗を下げる目的で
熱伝導率の大きなシリコーングリスや柔軟性のある熱伝
導性シリコーンゴム材料３を介在させている。

【０００３】また、大きさ、高さが異なる発熱する素子
６を高密度で実装するので、様々な間隙を埋めることが
可能な熱伝導材料３が要求され、柔軟で形状追随性のあ
る高熱伝導シリコーンゴム材料などが検討されている。

【０００４】一方、携帯電話やテレビ、パソコン、家電
製品などから発生する電磁波による様々な障害が問題と
なり、この電磁波をシールドする材料や方法が切望され
ている。

【０００５】電磁波シールドは、銅、ニッケル、クロ
ム、アルミニウム、ステンレスなどの金属製の箔体を材
料として複合し、塗装、メッキ、蒸着などの方法で筐体
や部品を加工処理して金属膜を形成したり、金属繊維や
金属充填剤を混練した各種高分子材料やマグネシウム合
金などで筐体や部品を成形するなどの方法が検討されて
いる。

【０００６】

【発明が課題しようとする課題】従来、導電性材料を複
合化したいくつかの熱伝導性シートが提唱されている。
たとえば、特開平６−２９１２２６号公報には金属箔と
特定硬度の放熱シリコーンシートの積層構造、特開平７
−１４９５０号公報には金属製の網目状物などと複合化
した特定硬度の放熱シート、特開平９−５５４５６号公
報によれば高熱伝導率の金属製の金網を備えた伝熱性シ
ートを利用した半導体装置の冷却構造が開示されてい
る。これらの構成は、高い熱伝導性を意図したものであ
り、剛性が大きい金属製の箔や金属製の網目状物を熱伝
導性シートに複合化しているため、これらの複合化した
熱伝導性シートは、切断したり折り曲げ加工するとき
に、金属製の箔や金属製の網目状物が折れ曲がったり破
損してしまう欠点がある。さらに、これらの構成は高い
放熱性を目的としたものであり、電磁波シールド特性を
付与することを目的として開発されたものではなく十分
な電磁波シールド特性を得られない。

【０００７】一方、特公平５−１７７２０号公報に、放
熱性電気絶縁シートに電磁波シールド用の導電層をスク
リーン印刷した放熱シールドシートが記載されている。
このシートは、金属箔を使用しないために、金属箔や金
属製網状物を複合した熱伝導性シートの裁断や折り曲げ
加工時の問題を回避することができた。しかし、あらた
に導電層をスクリーン印刷する工程が増えて生産性を低
下させるとともに、導電層がスクリーン印刷可能な素材
に限定されるために十分な電磁波シールド特性を発現す
るものではない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱伝導性と電
磁波シールド特性に優れ、発熱する素子への形状追随
性、加工性および生産性を兼ね備えた熱伝導性電磁波シ
ールドシートを提供するために、金属で被覆された樹脂
繊維のシート状物を、熱伝導性充填剤を含有するシリコ
ーンゴム層中に介在させたことを特徴とする熱伝導性電
磁波シールドシート、ならびに金属で被覆された樹脂繊
維のシート状物を、熱伝導性充填剤を含有するシリコー
ンゴム層の少なくとも片面に積層してなることを特徴と
する熱伝導性電磁波シールドシートとした。

【０００９】本発明で使用する金属で被覆された樹脂繊
維の基材となる樹脂繊維の種類については特定するもの
ではなく、通常の樹脂繊維を使用できる。具体的な樹脂
繊維としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ア
ラミド繊維、ポリイミド繊維、アクリル繊維、オレフィ
ン系繊維、ビニル系繊維、含フッ素繊維、フェノール繊
維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリベンズイミダ
ゾール繊維、ポリウレタン繊維、木綿などが挙げられ
る。

【００１０】本発明は、これらの樹脂繊維に金属を被覆
したのちに、織布、不織布、メッシュ形状体、ネット形
状体などのシート状に加工したものを用いる。また、樹
脂繊維で構成した織布、不織布、メッシュ形状体、ネッ
ト形状体などのシート状物を後加工によって金属を被覆
したものも用いられる。樹脂繊維やシート状物の形状や
寸法、織物用ヤーンの種類、織り方、編み方、開孔率、
厚さなどについては限定するものではない。なお、樹脂
のメッシュ形状やネット形状のものには、必ずしも樹脂
繊維で構成されていないシート状のものもあるけれど
も、これらも本発明に含まれるものである。

【００１１】樹脂繊維あるいは樹脂繊維のシート状物に
金属を被覆する方法としては、無電解メッキ法、電解メ
ッキ法、真空蒸着法やスパッタリング法などの物理的蒸
着法、金属フィラーを含有する塗料組成物を塗布あるい
は浸漬して製造する方法が採用できる。

【００１２】使用する金属は特定するものではないけれ
ども、電磁波シールド特性の点からは、銅、ニッケル、
銀、クロム、金、錫、鉄、アルミニウムより選ばれる少
なくとも１種で ることが好ましい。また、これら金属
のからなる合金を使用することができる。無電解メッキ
法によって、銅、ニッケル、クロム、金を被覆した樹脂
繊維の織布や不織布、ネット状、クロス状などのシート
状物が比較的安価に入手可能であり本発明の熱伝導性電
磁波シールドシートの電磁波シールド特性が優れていて
好適である。無電解メッキする金属の厚みは特定しない
けれども、０．５〜１０μｍの範囲で良好な電磁波シー
ルド特性が発現できる。なお、複数種あるいは複数枚の
金属で被覆された樹脂繊維のシート状物を使用すること
もできる。また、ノイズ対策上、金属で被覆された樹脂
繊維のシート状物の導体部には、機器のゼロボルト電力
線路に接続するための端子４（図３)をあらかじめ設け
ておくと良い。

【００１３】本発明で使用する熱伝導性充填剤として
は、熱伝導性が良い酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒
化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、石英、水酸化
アルミニウムなどの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化
物、金属水酸化物や、銀、銅、金、錫、鉄、アルミニウ
ム、マグネシウムなどの金属や合金から選ばれる少なく
とも１種の球状、粉状、繊維状、針状、鱗片状の熱伝導
性充填剤が挙げられる。なかでも、酸化アルミニウム、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、水酸化ア
ルミニウムから選ばれる少なくとも１種の熱伝導性充填
剤が電気絶縁性に優れるので好ましい。熱伝導性充填剤
の配合量としては、熱伝導性充填剤およびオルガノポリ
シロキサンの種類によっても異なるけれども、オルガノ
ポリシロキサン１００重量部に対して、１００〜１００
０重量部が好ましい。１００重量部よりも少ないと熱伝
導率が低く、１０００重量部よりも多いとオルガノポリ
シロキサンへの充填性が劣り、粘度が上昇して加工性が
悪化するので不適である。なお、熱伝導性充填剤の表面
を公知のカップリング剤で処理することによって分散性
を向上することが可能である。

【００１４】本発明のベース材として使用するシリコー
ンゴムは、公知のオルガノポリシロキサンを硬化するこ
とによって得られる。硬化方法については限定するもの
ではなく、ビニル基を含むオルガノポリシロキサンとケ
イ素原子にハイドロジェン基を含むオルガノポリシロキ
サンと白金系触媒からなる付加反応タイプ、有機過酸化
物によるラジカル反応タイプ、縮合反応タイプ、紫外線
や電子線によるd化タイプなどが挙げられる。なかで
も、熱伝導性充填剤を充填しやすい液状の付加反応タイ
プのオルガノポリシロキサンを用いることが好ましい。
また、公知の補強用のシリカや難燃剤、着色剤、耐熱性
向上剤、接着助剤、粘着剤などを適宜配合することがで
きる。

【００１５】硬化後のシリコーンゴム層の硬度は特定す
るものではないけれども、アスカーＣ硬度で３０以下の
場合が柔軟性に優れ、高さが異なる発熱素子と放熱器や
筐体の隙間に対応しやすい。シートの厚みは用途によっ
て決定すれば良いけれども、通常は０．２ｍｍ〜１０ｍ
ｍの範囲が実用的である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、金属で被覆された樹脂
繊維のシート状物を、熱伝導性充填剤を含有するシリコ
ーンゴム層中に介在させるか、熱伝導性充填剤を含有す
るシリコーンゴム層の少なくとも片面に積層する構成を
特徴とする。

【００１７】シート状物の介在は、熱伝導性充填剤を含
有するシリコーンゴム層内に入るように、熱伝導性充填
剤を含有するシリコーンゴム層をドクターブレード法や
Ｔダイによる押出成形法、カレンダー成形法などで製膜
した後に、金属で被覆された樹脂繊維のシート状物を載
せ、さらにそのシート状物上に再度、一定厚さの熱伝導
性充填剤を含有するシリコーンゴム層を製膜することに
よって製造することができる。その際のシリコーンゴム
層の加熱硬化条件については特定するものでなく、片側
の熱伝導性充填剤を含有するシリコーンゴム層が未硬化
であっても、途中まで硬化させてからでも完全に硬化さ
せてからでもかまわない。また、上下の熱伝導性充填剤
を含有するシリコーンゴム層は、同一の配合組成でも異
なる配合組成でも差し支えない。さらに、介在させる金
属で被覆された樹脂繊維のシート状物は、脱脂や洗浄し
た後にカップリング剤やプライマー、接着付与剤などを
用いて公知の表面処理を施すことによって、繊維表面と
シリコーンゴムの界面の密着性を向上させることが可能
である。

【００１８】本発明の熱伝導性電磁波シールドシートの
実施例を図１に示す。

【００１９】図１は、熱伝導性充填剤として酸化アルミ
ニウムを含有するシリコーンゴム層１の中に、銅とニッ
ケルを無電解メッキしたポリエステル繊維製の織布２を
介在させた構成の断面図である。

【００２０】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳し
く説明する。

【００２１】

【実施例１】熱伝導性充填剤として酸化アルミニウム粉
末を含有する付加型の熱伝導性液状シリコーンコンパウ
ンド（東芝シリコーン株式会社製 ＴＳＥ３０８１）を
使用し、ドクターブレード法によってシート状に展開し
て加熱硬化させ、厚さ１．２ｍｍ、アスカーＣ硬度２７
の熱伝導性シート２を作製した。その片面に、銅、ニッ
ケルを無電解メッキしたポリエステル繊維の織布（セー
レン株式会社製 プラットＳＵＩ−４０−２４Ｌ）１を
積層し、さらに熱伝導性液状シリコーンコンパウンド
（東芝シリコーン株式会社製 ＴＳＥ３０８１）を厚さ
１．２ｍｍで積層し加熱硬化させて熱伝導性電磁波シー
ルドシートを作製した。

【００２２】得られた熱伝導性電磁波シールドシートの
熱伝導率は、迅速熱伝導率計（京都電子工業株式会社製
ＱＴＭ−５００）で測定した結果を図４に記した。電
磁波シールド特性は、アドバンテスト法によって評価し
た。加工性は、カッターにて裁断した際の切断面の状態
が良好なものを ○ 、切断面の状態が不良な場合を×
として示した。形状追随性は、高さが異なる半導体素子
を実装した基板の上部に得られた熱伝導性電磁波シール
ドシートを配置して放熱器と接触させ、形状追随性が良
好なものを ○ 、追随性が劣るものを × として示し
た。

【００２３】

【実施例２】付加型の液状シリコーン１００重量部（東
レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製 ＳＥ９
１８７Ｌ）に対して、熱伝導性充填剤として、シランカ
ップリング剤（東芝シリコーン株式会社製 ＴＳＬ−８
１１２）で表面処理した酸化アルミニウム粉末（昭和電
工株式会社製 アルミナＡＳ−２０）４００重量部を充
填して熱伝導性シリコーンコンパウンドを調製した。

【００２４】実施例１と同様にドクターブレード法で厚
さ１．２ｍｍ、アスカーＣ硬度１７の熱伝導性シートを
作製した。その片面に、銅とニッケルを無電解メッキ
し、カーボンブラックを含有する塗料を塗布して被覆し
たポリエステルメッシュ（日清紡株式会社製 デンジー
メッシュＭＴ３−１００）を積層し、さらに同一の熱伝
導性シリコーンコンパウンドを厚さ１．２ｍｍで積層
し、熱伝導性電磁波シールドシートを作製した。熱伝導
率、電磁波シールド特性、加工性、形状追随性は実施例
１と同様に評価して結果を図４に記した。

【００２５】

【実施例３】実施例２で調製した熱伝導性シリコーンコ
ンパウンドを使用し、ドクターブレード法で厚さ２．４
ｍｍのシート状物を作製し、片面に、銅、ニッケルを無
電解メッキで被覆したアラミド繊維のクロス状物（日清
紡株式会社製 デンジークロスＭＴ３−４０）を積層し
て加熱硬化させ、熱伝導性電磁波シールドシートを作製
した。熱伝導率、電磁波シールド特性、加工性、形状追
随性は実施例１と同様に評価して結果を図４に記した。

【００２６】

【実施例４】図２に実施例４を示す。

【００２７】実施例２で調製した熱伝導性シリコーンコ
ンパウンドを、ドクターブレード法で厚さ２．４ｍｍに
なるように展開し、ネット状のポリエステル樹脂１の表
面に真空蒸着法によってアルニウムを被覆したシート状
物２を片面に積層し、加熱硬化させて熱伝導性電磁波シ
ールドシートを作製した。熱伝導率、電磁波シールド特
性、加工性、形状追随性は実施例１と同様に評価して結
果を図４に記した。

【００２８】

【実施例５】実施例２で調製した熱伝導性シリコーンコ
ンパウンドをドクターブレード法で厚さ２．４ｍｍにな
るように展開し、銀粒子を含有するエポキシ系加熱硬化
型導電性接着剤（株式会社スリーボンド製 ３３０１
Ｃ）を表面に塗布して加熱硬化させたポリエステル繊維
の織布を片面に積層し、加熱硬化させて熱伝導性電磁波
シールドシートを作製した。熱伝導率、電磁波シールド
特性、加工性、形状追随性は実施例１と同様に評価して
結果を図４に記した。

【００２９】

【比較例１】実施例１と同様に熱伝導性充填剤として酸
化アルミニウム粉末を含有する付加型の熱伝導性液状シ
リコーンコンパウンド（東芝シリコーン株式会社製 Ｔ
ＳＥ３０８１）をドクターブレード法によってシート状
に展開して加熱硬化させ、厚さ２．４ｍｍ、アスカーＣ
硬度２７の熱伝導性シートを作製した。熱伝導率、電磁
波シールド特性、加工性、形状追随性は実施例１と同様
に評価して結果を図４に記した。

【００３０】

【比較例２】実施例１と同様に熱伝導性充填剤として酸
化アルミニウム粉末を含有する付加型の熱伝導性液状シ
リコーンコンパウンド（東芝シリコーン株式会社製 Ｔ
ＳＥ３０８１）をドクターブレード法によってシート状
に展開して加熱硬化させ、厚さ１．２ｍｍ、アスカーＣ
硬度２７の熱伝導性シートを作製した。その片面に、銅
製の８０メッシュの網状物を積層し、さらに熱伝導性液
状シリコーンコンパウンド（東芝シリコーン株式会社製
ＴＳＥ３０８１）を厚さ１．２ｍｍで積層し、加熱硬
化させて熱伝導性電磁波シールドシートを作製した。熱
伝導率、電磁波シールド特性、加工性、形状追随性は実
施例１と同様に評価して結果を図４に記した。

【００３１】図４に示すように、本発明の実施例１〜実
施例５の熱伝導性電磁波シールドシートは、熱伝導率す
なわち放熱効果と電磁波シールド特性が高くて良好であ
り、また、裁断時の加工性、形状追随性も優れている。
一方、従来の熱伝導性シートである比較例１は、熱伝導
率が高くて加工性は良好であるが電磁波シールド特性が
劣っている。比較例２は、熱伝導率と電磁波シールド特
性は良好だけれども、裁断時の加工性と形状追随性に難
点があることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明の熱伝導性電磁波
シールドシートは、熱伝導性および電磁波シールド特性
の両方に優れ、さらに切断や打抜き時の加工性、使用時
の形状追随性が良好で、大量生産にも向いており、高密
度実装された高さが異なる電子機器と放熱器との間隙に
設置できる形状追従性を兼ね備えた放熱性および電磁波
シールド性を要求されるシート材料として非常に有用で
ある。また、本発明の熱伝導性電磁波シールドシートを
応用し、チューブ状やキャップ状の成形品を提供するこ
とも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の熱伝導性電磁波シールドシートの実
施例の断面図

【図２】 本発明の熱伝導性電磁波シールドシートの別
の実施例の断面図

【図３】 発熱する素子と筐体の間隙に本発明の熱伝導
性電磁波シールドシートを配置使用状態を示す断面図

【図４】 熱伝導率、電磁波シールド特性、加工性、形
状追随性の評価結果を示す

【符号の説明】

１ シリコーンゴム層 ２ 金属で被覆された樹脂繊維製の織布 ３ 本発明の熱伝導性電磁波シールドシート ４ 機器の零ボルト電力線路に接続するための端子 ５ 放熱器 ６ 発熱する素子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年５月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】使用する金属は特定するものではないけれ
ども、電磁波シールド特性の点からは、銅、ニッケル、
銀、クロム、金、錫、鉄、アルミニウムより選ばれる少
なくとも１種であることが好ましい。また、これらの金
属からなる合金を使用することができる。無電解メッキ
法によって、銅、ニッケル、クロム、金を被覆した樹脂
繊維の織布や不織布、ネット状、クロス状などのシート
状物が比較的安価に入手可能であり本発明の熱伝導性電
磁波シールドシートの電磁波シールド特性が優れていて
好適である。無電解メッキする金属の厚みは特定しない
けれども、０．５〜１０μｍの範囲で良好な電磁波シー
ルド特性が発現できる。なお、複数種あるいは複数枚の
金属で被覆された樹脂繊維のシート状物を使用すること
もできる。また、ノイズ対策上、金属で被覆された樹脂
繊維のシート状物の導体部には、機器のゼロボルト電力
線路に接続するための端子４（図３)をあらかじめ設け
ておくと良い。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】本発明のベース材として使用するシリコー
ンゴムは、公知のオルガノポリシロキサンを硬化するこ
とによって得られる。硬化方法については限定するもの
ではなく、ビニル基を含むオルガノポリシロキサンとケ
イ素原子にハイドロジェン基を含むオルガノポリシロキ
サンと白金系触媒からなる付加反応タイプ、有機過酸化
物によるラジカル反応タイプ、縮合反応タイプ、紫外線
や電子線による硬化タイプなどが挙げられる。なかで
も、熱伝導性充填剤を充填しやすい液状の付加反応タイ
プのオルガノポリシロキサンを用いることが好ましい。
また、公知の補強用のシリカや難燃剤、着色剤、耐熱性
向上剤、接着助剤、粘着剤などを適宜配合することがで
きる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属で被覆された樹脂繊維のシート状物
   を、熱伝導性充填剤を含有するシリコーンゴム層中に介
   在させたことを特徴とする熱伝導性電磁波シールドシー
   ト。
2. 【請求項２】 金属で被覆された樹脂繊維のシート状物
   を、熱伝導性充填剤を含有するシリコーンゴム層の少な
   くとも片面に積層してなることを特徴とする熱伝導性電
   磁波シールドシート。
3. 【請求項３】 樹脂繊維のシート状物が、無電解メッキ
   法、物理的蒸着法あるいは金属を含有する塗料で金属被
   覆されていることを特徴とする請求項１あるいは２に記
   載の熱伝導性電磁波シールドシート。
4. 【請求項４】 金属が、銅、ニッケル、銀、クロム、
   金、錫、鉄、アルミニウムより選ばれる少なくとも１種
   である請求項１〜３のいずれか１に記載の熱伝導性電磁
   波シールドシート。
5. 【請求項５】 シリコーンゴム層が、硬化後のアスカー
   Ｃ硬度３０以下のものであることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれか１に記載の熱伝導性電磁波シールドシー
   ト。