JPS5948063B2 - 放熱シ−トの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁性の放熱シートの製造法、特に発熱性電
子部品の内部で発生する熱を効率良く放熱フィン又は金
属放熱板に伝えるシリコーンゴムと窒化硼素とを主成分
として含有した放熱シートの製造法に関する。

一般的に、パワートランジスタやハイブリッド・パワー
アンプＩＣ等の発熱性電子部品は、その使用時において
多量の熱が発生するので、その特性が劣化したり破損し
たりするため、絶縁性の放熱シートを介【、て放熱フィ
ン又は金属放熱板に取り付けている。

従来、放熱シートとしては、グリースを塗布した雲母板
やポリエステルフィルムが使用されているが、熱伝導性
があまり優れておらず、発熱性電子部品の出力が大きく
なるに従つて充分な放熱ができず、またグリーースを用
いると回路への組立て時にグリース塗布工程が繁雑とな
る欠点がある。一方、電子工業界では回路の集積化が進
み、その広い空間を占めていた放熱フィンや金属放熱板
は小型で非常に熱効率が良いものが製造されるようにな
つたが、従来の熱伝導性が充分でない放熱シ＝トでは、
小型で高性能の放熱フィンや金属放熱板を用いても充分
な放熱効果が得られないため、シリコーンゴムに熱伝導
率の高い窒化硼素を含有した放熱シートが使用されるよ
うになつた。

これは熱伝導性及び、発熱性電子部品と放熱フィン又は
金属放熱板との密着性が良好であり、グリース塗布工程
が省略でき、しかも小型の放熱フィンや金属放熱板の性
能を充分発揮させることができる。このような放熱シー
トの製造方法としては、シリコーンゴムと窒化硼素を有
機溶剤に分散したスラリーをドクターブレード法などに
よつてシート化する方法等が提案されている。これらの
中で最も優れている方式はドクターブレード法であつて
、この方法により製造された放熱シートは、他の方法に
比べ格段に熱伝導率が優れているが、この方法において
窒化硼素粉末の粒度が１０μ未満の粉末を用いると、ス
ラリー中に均一に分散させるには大量の有機溶媒を使用
する必要がある。しかし、この場合スラリーの分散が不
均一になると、シートの表面に未加硫部分が発生し、シ
ート表面を手でこすると、ボロボロとはげ落ちたり、ま
たガラス繊維で強化したシートではガラス繊維からシー
トがはげ落らたりするので、電子部品等に装着する際に
不都合を生じるという問題があつた。

本発明は、これらの欠点を解決することを目的とするも
ので、シリコーンゴムと窒化硼素との有機溶媒スラリー
にシランカツプリング剤を含有させ均一なスラリーとし
、これをドクターブレード法等によつてシート化するこ
とにより、そのシートの表面は手でこすつてもボロボロ
はげ落ちたり、ガラス繊維で強化したシートではガラス
繊維からシートがはげ落ちたりしない放熱シートの製造
法を提供しようとするものである。

すなわち、有機溶媒にシリコーンゴム及び窒化硼素を分
散させたスラリーから放熱シートを製造する際に、前記
スラリー中の窒化硼素１００重量部に対しシランカツプ
リング剤０．２〜１０重量部を含有させることを特徴と
する。

以下、さらに本発明を具体的に説明する。

本発明において、シランカツプリング剤とは次の化学構
造を有する化合物である。

但し、Ｘはけい素原子に結合している加水分解基で、ク
ロル基、アルコキシ基、アセトキシ基であり、Ｙは有機
マトリツクスと反応する有機官能基で、ビニル基、メタ
クリル基、エポキシ基、グリシドキシ基、アミノ基、メ
ルカプト基である。

これらの化学構造から明らかなように、シランカツプリ
ング剤は反応性の有機モノマーで、有機相と無機相の両
方にそれぞれ反応し、化学的結合する官能基を有する化
合物である。すなわち、シランカツプリング剤は放熱シ
ートの成分であるシリコーンゴムの有機相と窒化硼素の
無機相の両方にそれぞれ反応するため、この二相のなじ
みが良くなり、スラリーが均一化し、粘度低下を生じる
ために、有機溶媒が少なくても表面のボロツキのないシ
ートが得られる。

また同様にして、ガラス繊維で強化した放熱シートにつ
いても、シリコーンゴムの有機相とガラス繊維の無機相
とのなじみが良好となり、ガラス繊維からシートのはが
れないものが得られる。

シランカツプリング剤の具体例としては、γ−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、
ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン
、ビニル・ トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−
（ ３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシラン、γ−クリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン等があり、こ
れらはいずれも本発明に使用することができるが、電子
材料部品に使用することから、ビニル・トリス（β−メ
トキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シランが好ましい。但し、γ−アミノプロピルトリエト
キシシランは窒化硼素１００重量部に対し１重量部以上
添加すると、その物性は特に変化はないが、黄色に変色
するのでその添加量は１重量部未満が好ましい。

また、スラリーの減粘効果が得られるのが窒化硼素１０
０重量部に対して、シランカツプリング剤の添加量は０
．２〜１０重量部好ましくは０．５〜５重量部である。
０．２重量部未満ではスラリーの減粘効果は得られず、
また１０重量部をこえると、放熱シートの熱伝導率が極
端に低下するので好ましくない。

次に、本発明の放熱シートの製造法について説明する。

まず加熱加硫型又は室温加硫型シリコーンゴムと、粒径
がシート厚をこえない窒化硼素粉末を用い、シリコーン
ゴムｌ重量部に対して窒化硼素を０．３〜 ９重量部、
好ましくは３〜７重量部の割合で配合し、さらに窒化硼
素１００重量部に対しシランカツプリング剤を０．２〜
１０重量部配合し、有機溶媒と混合しその粘度が５００
〜３００００ｃｐｓ好ましくは１０００〜３０００ｃｐ
ｓのスラリーとし、これを例えばドクターブレード法等
によつＣガラス基板やフイルム上に均一に塗布し、次い
で有機溶剤を除去しグリーンシートとし、これをプレス
加硫して放熱シートとする。放熱シートの強度がさらに
要求されるものにつついてはグリーンシートをプレス加
硫する際にその表面に網状のガラス繊維等の絶縁性のも
のを載置し一体化すればよい。本発明に用いる有機溶媒
は、シリコーンゴムと窒化硼素の混合物を均一に分散さ
せるものであれば良く、例えば、トルエン、１ トリク
ロロエチレン、トリクロロエタン等があげられるが毒性
の少ない点からトリクロロエタンが好ましい。また網状
絶縁体としては、ガラス繊維、その他の無機質繊維等の
絶縁性繊維状物質を織つた織布状のものや不織布状の絶
縁材を用いることができる。更らにシリコーンゴム１重
量部に対して窒化硼素が０．３重量部未満では、放熱シ
ートとして必要な熱伝導率が得られず、また９重量部を
越えて窒化硼素を含有させると放熱シートはゴム弾性が
失なわれ、シート状に成型することが困維となる。

またスラリーの粘度が５００ｃｐｓ未満では、スラリー
中に含まれる有機浴媒が多いため、乾燥に長時間を必要
とし、更にスラリー中に含まれる窒化硼素の濃度が低い
ため適正なシート厚さにならない。スラリー濃度が３０
０００ｃｐｓを越えると基板やフイルム上に塗布するこ
とが困難である。以上説明したように本発明によつて得
られる放熱シートは、ゴム弾性を損なうこともなく高い
熱伝導率が得られ、シート表面のボロツキも生じなＧ）
。また有機溶媒の少ないスラリーを用いることが可能と
なり、その除去に手数を要しなく、ガラス繊維とのなじ
みが良く、また結合も強くガラス繊維とシートがはがれ
たりせず、高い補強効果が得られ、高強度でかつ密着性
の良い放熱シートが得られる。以下、本発明を実施例に
よつて説明する。

実施例 加熱加硫型シリコーンゴムと窒化硼素粉末とをそれぞれ
２２９、７８９とし、窒化硼素１００重量部に対し、表
に示すように各種シランカツプリング剤を配合しこれを
有機溶媒であるトリクロルエタンに添加しスラリーとし
た。

このスラリーをドクターブレード法によつてＰＥＴ樹脂
フイルム上に厚さ０．５ｍｍ１こなるように塗布し、加
熱してトリクロルエタンを除去しグリーンシートとした
。

次いで網状のガラス繊維をはさんでプレス加硫し放熱シ
ートとした。

また比較のためにシランカツプリング剤を用いないでス
ラリーとした以外は実施例と同様に行つた。

これらの条件及び結果を表に示した。

また網状のガラス繊維を使用しない場合も物性は同様の
結果を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有機溶媒にシリコーンゴム及び窒化硼素を分散させ
   たスラリーから放熱シートを製造する際に前記スラリー
   中の窒化硼素１００重量部に対しシランカップリング剤
   ０．２〜１０重量部を含有させることを特徴とする放熱
   シートの製造法。