(57)【要約】【課題】放熱性に優れると共に、フレキシブル性を有する放熱シートを提供すること。【解決手段】本発明は、発熱した電子部品Ｅを放熱するための放熱シート１０であって、熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍｋの金属からなる金属箔１と、該金属箔１の一方の面若しくは両面に積層された放熱塗料層２と、を備え、放熱塗料層２が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであり、電子部品Ｅが、放熱塗料層２の表面に取り付けられるフレキシブル性を有する放熱シート１０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱した電子部品を放熱するための放熱シートであって、
熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍｋの金属からなる金属箔と、
該金属箔の一方の面若しくは両面に積層された放熱塗料層と、
を備え、
前記放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであり、
前記電子部品が、前記放熱塗料層の表面に取り付けられるフレキシブル性を有する放熱シート。
【請求項２】
発熱した電子部品を放熱するための放熱シートであって、
熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍＫの金属からなる金属箔と、
該金属箔に積層された放熱塗料層と、
該放熱塗料層に積層された絶縁フィルム層と、
を備え、
前記放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであり、
前記絶縁フィルム層が、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はポリイミドフィルムであり、
前記電子部品が、前記絶縁フィルム層の表面に取り付けられるフレキシブル性を有する放熱シート。
【請求項３】
発熱した電子部品を放熱するための放熱シートであって、
絶縁フィルム層と、
該絶縁フィルム層に接着剤を介して積層された熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍＫの金属からなる金属箔と、
該金属箔に積層された放熱塗料層と、
を備え、
前記放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであり、
前記絶縁フィルム層が、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はポリイミドフィルムであり、
前記電子部品が、前記放熱塗料層の表面に取り付けられるフレキシブル性を有する放熱シート。
【請求項４】
前記金属箔が前記絶縁フィルム層の両面に接着剤を介して積層されており、
前記放熱塗料層が各金属箔にそれぞれ積層されている請求項３記載の放熱シート。
【請求項５】
前記放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末及びグラフェン粉末からなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の放熱シート。
【請求項６】
前記放熱塗料層が、粒径１ｎｍ〜２０μｍの炭素微粒子を更に含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の放熱シート。
【請求項７】
前記粉体と前記炭素微粒子との配合割合が質量比で、１：０．０２〜９．６であり、
前記粉体と前記バインダー樹脂との配合割合が質量比で、１：０．２〜０．８である請求項６記載の放熱シート。
【請求項８】
前記金属箔の熱放射率が、０．３以下であり、
前記放熱塗料層の熱放射率が、０．６以上であり、
前記放熱塗料層の熱伝導率が、４００Ｗ／ｍＫ以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の放熱シート。
【請求項９】
前記金属箔と、前記放熱塗料層との間の少なくとも前記電子部品に対向する位置に遮熱塗料層が設けられており、
該遮熱塗料層が、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂又はアクリルポリオールを含有するものである請求項１〜８のいずれか１項に記載の放熱シート。
【請求項１０】
前記電子部品が半導体素子であり、
前記金属箔が放熱ヒートパイプに接続されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の放熱シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱シートに関し、更に詳しくは、発熱した電子部品を冷却するためのフレキシブル性を有する放熱シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ受信機、携帯電話、コンピュータ、ミキサー、カメラ、タブレット等の電子機器に用いられる電子部品は、使用により発熱すると、故障率が増大し、その寿命を縮めることが知られている。
特に、近年は、電子機器が小型化する一方で、使用による発熱量は増大する傾向にあるため、同様に小型化された電子部品は、発熱により受けるダメージが大きくなってきている。
【０００３】
これに対し、電子部品に取り付けて用いられ、当該電子部品が発熱した際の熱を吸熱又は消熱するための放熱シートが知られている。
例えば、シリコン基板に対して垂直な方向にカーボンナノチューブを成長させて形成したカーボンナノチューブの束に、樹脂を加熱して含浸させた後に硬化させてシート状のカーボンナノチューブを形成し、これをシリコン基板から剥離して形成した放熱シートが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、基材としてグラファイトシートが用いられ、当該グラファイトシートの両面に粘着剤層が形成され、当該グラファイトシートの両面に形成されている粘着剤層の端部が当該グラファイトシートを包囲するように一体化されている放熱シートが知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、基板の上に複数のカーボンナノチューブを成長させる工程と、カーボンナノチューブの先端に電子線又はレーザを照射することにより、先端を改質する工程と、を有する放熱シートの製造方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９８２４５号公報
【特許文献２】特開２０１６−１００４９１号公報
【特許文献３】特開２０１７−７６６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の放熱シートは、放熱性が十分に優れるとはいえない。特に、小型化された電子機器においては、発熱量が多いため、小型化された電子部品に対して十分に放熱させることは困難である。
また、上記特許文献１〜３に記載の放熱シートは、フレキシブル性に劣るため、電子部品の形状に沿って取り付けることが困難となる欠点がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放熱性に優れると共に、フレキシブル性を有する放熱シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、金属箔に、所定の成分からなる放熱塗料層を設けることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
本発明は、（１）発熱した電子部品を放熱するための放熱シートであって、熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍｋの金属からなる金属箔と、該金属箔の一方の面若しくは両面に積層された放熱塗料層と、を備え、放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであり、電子部品が、放熱塗料層の表面に取り付けられるフレキシブル性を有する放熱シートに存する。
【０００９】
本発明は、（２）発熱した電子部品を放熱するための放熱シートであって、熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍＫの金属からなる金属箔と、該金属箔に積層された放熱塗料層と、該放熱塗料層に積層された絶縁フィルム層と、を備え、放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであり、絶縁フィルム層が、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はポリイミドフィルムであり、電子部品が、絶縁フィルム層の表面に取り付けられるフレキシブル性を有する放熱シートに存する。
【００１０】
本発明は、（３）発熱した電子部品を放熱するための放熱シートであって、絶縁フィルム層と、該絶縁フィルム層に接着剤を介して積層された熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍＫの金属からなる金属箔と、該金属箔に積層された放熱塗料層と、を備え、放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであり、絶縁フィルム層が、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はポリイミドフィルムであり、電子部品が、放熱塗料層の表面に取り付けられるフレキシブル性を有する放熱シートに存する。
【００１１】
本発明は、（４）金属箔が絶縁フィルム層の両面に接着剤を介して積層されており、放熱塗料層が各金属箔にそれぞれ積層されている上記（３）記載の放熱シートに存する。
【００１２】
本発明は、（５）放熱塗料層が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末及びグラフェン粉末からなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものである上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の放熱シートに存する。
【００１３】
本発明は、（６）放熱塗料層が、粒径１ｎｍ〜２０μｍの炭素微粒子を更に含有する上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の放熱シートに存する。
【００１４】
本発明は、（７）粉体と炭素微粒子との配合割合が質量比で、１：０．０２〜９．６であり、粉体とバインダー樹脂との配合割合が質量比で、１：０．２〜０．８である上記（６）記載の放熱シートに存する。
【００１５】
本発明は、（８）金属箔の熱放射率が、０．３以下であり、放熱塗料層の熱放射率が、０．６以上であり、放熱塗料層の熱伝導率が、４００Ｗ／ｍＫ以下である上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の放熱シートに存する。
【００１６】
本発明は、（９）金属箔と、放熱塗料層との間の少なくとも電子部品に対向する位置に遮熱塗料層が設けられており、該遮熱塗料層が、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂又はアクリルポリオールを含有するものである上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の放熱シートに存する。
【００１７】
本発明は、（１０）電子部品が半導体素子であり、金属箔が放熱ヒートパイプに接続されている上記（１）〜（９）のいずれか１つに記載の放熱シートに存する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の放熱シートにおいては、所定の熱伝導率を有する金属箔に、バインダー樹脂と所定の粉体とを含有する放熱塗料層を設けた構成とすることにより、放熱性が極めて優れるものとなる。
すなわち、放熱塗料層の表面に取り付けられた電子部品が発熱すると、放熱塗料層のバインダー樹脂及び所定の粉体により、熱の伝達が阻害されると共に吸熱され（吸熱効果）、放熱塗料層を通過（伝達）した残りの熱が、金属箔により、当該金属箔の面全体から放熱されることになる（放熱効果）。
これにより、本発明の放熱シートにおいては、小型化された電子部品に対しても十分に放熱させることが可能となる。なお、金属箔の両面に放熱塗料層を設けることにより、放熱性がより向上する。
【００１９】
本発明の放熱シートにおいては、金属箔がフレキシブル性であり、バインダー樹脂及び所定の粉体を含有する放熱塗料層もフレキシブル性であるため、結果として、放熱シート自体もフレキシブル性を有するものとなる。
これにより、電子部品の形状が複雑であっても、当該電子部品の形状に沿って取り付けることが可能となる。
【００２０】
本発明の放熱シートにおいては、絶縁フィルム層を備える場合、折り畳みに対しても、優れた耐久性を示す。このため、例えば、電子部品が折り畳み形式の携帯電話であっても、放熱シートを当該携帯電話の折り畳みに追従させることにより、好適に用いることができる。
したがって、絶縁フィルム層をベースとし、その一方の面若しくは両面に金属箔及び放熱塗料層を設けることにより、放熱性に優れると共に、折り畳みに対する耐久性にも優れるものとなる。
【００２１】
本発明の放熱シートにおいては、放熱塗料層の表面に絶縁フィルム層が設けられている場合は、放熱性が優れることに加え、電気的な伝達も抑制することができる。
なお、この場合、電子部品は、絶縁フィルム層の表面に取り付けられ、電子部品が発熱すると、熱は、上述したことと同様に、金属箔から放熱される。
また、絶縁フィルム層もフィルムからなるため、フレキシブル性である。そのため、この場合の放熱シートもフレキシブル性を有するものとなる。
【００２２】
本発明の放熱シートにおいては、放熱塗料層が、所定の粒径の炭素微粒子を更に含有することにより、吸熱効果がより発揮される。
吸熱効果がより発揮される理由については、定かではないが、所定の粉体同士の間に、炭素微粒子が入り込むことにより、熱の伝達を助長すると共に、熱の伝達の際に熱エネルギーを消失させるためと考えられる。なお、理由はこれに限定されない。
【００２３】
このとき、放熱シートにおいては、粉体と炭素微粒子との配合割合を、１：０．０２〜９．６とし、粉体とバインダー樹脂との配合割合を、１：０．２〜０．８とすることにより、放熱性を十分に発揮することができると共に、耐久性にも優れるものとなる。
【００２４】
本発明の放熱シートにおいては、金属箔の熱放射率を、０．３以下とし、放熱塗料層の熱放射率を、０．６以上とし、放熱塗料層の熱伝導率を、４００Ｗ／ｍＫ以下とすることにより、放熱塗料層が熱の伝達を十分に阻害し、金属箔が熱を十分に放熱することができる。したがって、この場合、小型化された電子部品に対しても十分に放熱させることが可能となる。
【００２５】
本発明の放熱シートにおいては、金属箔と、放熱塗料層との間の少なくとも電子部品に対向する位置に遮熱塗料層を更に設けることにより、放熱性を担保しつつ、ヒートスポット現象による熱も遮熱することができる。
ちなみに、ヒートスポット現象とは、一箇所のみ温度が高温になる現象であり、放熱シートの電子部品に対向する方向に生じ易い。
【００２６】
本発明の放熱シートにおいては、電子部品として、半導体素子が好適に採用できる。これにより、発熱による半導体素子の故障を抑制することができる。
また、金属箔を放熱ヒートパイプに接続することにより、金属箔自体に蓄熱されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る放熱シートとヒートパイプとの関係の一例を概略的に示す上面図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
【図４】図４は、第３実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
【図５】図５は、第４実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
【図６】図６は、第５実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
【図７】図７は、実施例における評価方法を説明するための写真である。
【図８】図８の（ａ）〜（ｃ）は、実施例における評価結果を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２９】
本発明に係る放熱シートは、発熱した電子部品を放熱するためのシートである。すなわち、電子部品に取り付けて用いられ、電子部品が発熱した場合、当該熱を放熱させるためのシートである。
かかる電子部品としては、中央演算素子（ＣＰＵ）、グラフィックチップ（ＧＰＵ）等の半導体素子、ＬＥＤ、モータ、スピーカ、カメラやジェットプリンターの駆動部分の構造体等が挙げられる。
これらの中でも、放熱シートは、半導体素子に好適に用いられる。この場合、発熱による半導体素子の故障を抑制することができる。
【００３０】
まず、本発明に係る放熱シートの第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る放熱シート１０は、金属箔１と、該金属箔１の一方の面に積層された放熱塗料層２と、を備える。
そして、電子部品Ｅは、放熱塗料層２の金属箔１とは反対側の面、すなわち、放熱塗料層２の表面に取り付けられる。
また、放熱シート１０においては、金属箔１の放熱塗料層２とは反対側の面は、空気層となっている。
【００３１】
放熱シート１０においては、電子部品Ｅが発熱すると、熱が、放熱塗料層２に伝わって、その後、金属箔１に到達する。
このとき、放熱シート１０においては、熱の一部が、放熱塗料層２の吸熱効果により吸熱され、その余の熱が、金属箔１の放熱効果により金属箔１の面全体から放熱されることになる。
また、金属箔１の放熱塗料層２とは反対側の面が空気層となっているので、金属箔１からの放熱塗料層２とは反対側への熱の伝達が制限されており、当該金属箔１において熱が確実に放熱されることになる。
【００３２】
図２は、第１実施形態に係る放熱シートとヒートパイプとの関係の一例を概略的に示す上面図である。
図２に示すように、放熱シート１０においては、例えば、金属箔１が外部の放熱手段である、公知のヒートパイプ１５に接続されることにより、金属箔１に伝達された熱を更にヒートパイプ１５に逃がすことも可能である。この場合、金属箔１自体に過度に蓄熱されることを抑制することができる。なお、電子部品、放熱シート１０及びヒートパイプは、ケースＫに内蔵される。
このような作用により、放熱シート１０においては、発熱した電子部品Ｅに対して、優れた放熱性を発揮することが可能となる。
【００３３】
図１に戻り、放熱シート１０において、金属箔１は、上述した放熱効果を発揮する。
金属箔１の種類としては、特に限定されないが、金箔、銀箔、錫箔、銅箔、アルミニウム箔等が採用できる。これらの中でも、金属箔１は、汎用性及び熱伝導性の観点から、銅箔を採用することが好ましい。
なお、金属箔１の厚みは、放熱性及びフレキシブル性の観点から、０．２μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。
【００３４】
金属箔１は、熱伝導率が１６０〜４４０Ｗ／ｍｋであることが好ましく、２００〜４００Ｗ／ｍｋであることがより好ましい。
熱伝導率が１６０Ｗ／ｍｋ未満であると、熱伝導率が上記範囲内にある場合と比較して、放熱に時間を要するという欠点がある。一方、熱伝導率が４４０Ｗ／ｍｋを超えると、熱伝導率が上記範囲内にある場合と比較して、放熱効果が十分に発揮される前に、金属箔１が過度に蓄熱される恐れがある。
【００３５】
金属箔１は、熱放射率が０．３以下であることが好ましく、０．０２〜０．１であることがより好ましい。
熱放射率が０．３を超えると、熱放射率が上記範囲内にある場合と比較して、十分に放熱効果が発揮されず、結果として、金属箔１が過度に蓄熱される恐れがある。
【００３６】
放熱シート１０において、放熱塗料層２は、上述した吸熱効果を発揮する。
放熱塗料層２は、金属箔１に放熱塗料を付与することにより形成される層である。なお、放熱塗料については、後述する。
なお、放熱塗料層２の厚みは、フレキシブル性の観点から、５μｍ〜６０μｍであることが好ましい。
【００３７】
放熱塗料層２は、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体と、炭素微粒子とを含有する。
【００３８】
バインダー樹脂は、上記粉体及び炭素微粒子を金属箔１に固着させる機能を発揮する。
バインダー樹脂としては、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂、アクリルウレタン樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、バインダー樹脂は、柔軟性の観点から、ウレタン結合を有する、ポリウレタン樹脂又はアクリルウレタン樹脂であることが好ましい。
なお、ウレタン結合を有するバインダー樹脂を採用する場合、ウレタン結合を有するバインダー樹脂を金属箔１に直接付与してもよく、ポリオール基を有するモノマーとイソシアネート基を有する化合物とを金属箔１に付与し、これらを反応させ、金属箔１上でウレタン結合を有するバインダー樹脂としてもよい。また、ＵＶ硬化型であってもよい。
【００３９】
上記粉体は、カーボンナノチューブ粉末、グラフェン粉末、セラミック粉末及び銀フィラーからなる群より選ばれる少なくとも１つからなる。
その中でも、上記粉体は、カーボンナノチューブ粉末及び／又はグラフェン粉末からなることが好ましい。すなわち、放熱塗料層２が、バインダー樹脂と、カーボンナノチューブ粉末及びグラフェン粉末からなる群より選ばれる少なくとも１つの粉体とを含有するものであることが好ましい。
また、上記粉体は、グラフェン粉末であることがより好ましい。
【００４０】
ここで、カーボンナノチューブ粉末とは、いわゆるカーボンナノチューブを粒径１ｎｍ〜２０μｍの粉末状に粉砕したものであり、グラフェン粉末とは、いわゆるグラフェンを粒径１ｎｍ〜２０μｍの粉末状に粉砕したものである。
セラミック粉末は、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム、ハイドロキシアパタイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、蛍石等を、粒径１μｍ〜２０μｍの粉末状にしたものである。
銀フィラーは、銅、ニッケル、アルミニウム、シリカ、アルミナ等をコア粒子として、表面に銀の層を形成した粒径１μｍ〜２０μｍの粉末である。
【００４１】
放熱シート１０において、粉体とバインダー樹脂との配合割合は、質量比で１：０．２〜０．８であることが好ましい。
粉体１質量部に対するバインダー樹脂の配合割合が０．２質量部未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、放熱塗料層２の金属箔１への接着耐久性が不十分となる恐れがある。一方、粉体１質量部に対するバインダー樹脂の配合割合が０．８質量部を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、吸熱効果が不十分となる恐れがある。
【００４２】
炭素微粒子は、粒径１ｎｍ〜２０μｍ、好ましくは粒径１ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは粒径１ｎｍ〜５００ｎｍのいわゆるカーボンブラックからなる。
放熱シート１０においては、放熱塗料層に、粉体に加え、炭素微粒子を含有することにより、吸熱効果がより発揮される。
【００４３】
放熱シート１０において、粉体と炭素微粒子との配合割合は、質量比で、１：０．０２〜９．６であることが好ましい。
粉体１質量部に対する炭素微粒子の配合割合が０．０２質量部未満であると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、粉体同士の間に侵入する炭素微粒子の量が少なく、吸熱効果が十分に向上しない傾向にある。一方、粉体１質量部に対する炭素微粒子の配合割合が９．６質量部を超えると、配合割合が上記範囲内にある場合と比較して、粉体同士の距離が広がり、結果として、吸熱効果が十分に向上しない傾向にある。
【００４４】
放熱塗料層２は、熱伝導率が４００Ｗ／ｍｋ以下であることが好ましく、１００Ｗ／ｍｋ〜２００Ｗ／ｍｋであることがより好ましい。
熱伝導率が４００Ｗ／ｍｋを超えると、熱伝導率が上記範囲内にある場合と比較して、熱が伝達していまい、吸熱効果が十分に発揮されなくなる恐れがある。
【００４５】
放熱塗料層２は、熱放射率が０．６以上であることが好ましく、０．９〜１であることがより好ましい。
熱放射率が０．６未満であると、熱放射率が上記範囲内にある場合と比較して、熱が放熱され、吸熱効果が十分に発揮されなくなる恐れがある。
【００４６】
放熱シート１０において、金属箔１としてはフレキシブル性を有するものを採用し、これに放熱塗料を付与して放熱塗料層２を形成しても、上記フレキシブル性を阻害しないようにすることで、放熱シート１０自体もフレキシブル性を有するものとすることができる。これにより、電子部品Ｅの形状が複雑であっても、当該電子部品Ｅの形状に沿って取り付けることが可能となる。
【００４７】
放熱シート１０において、電子部品Ｅは、放熱塗料層２の表面に取り付けられる。
取り付け手段は、特に限定されず、接着剤を用いて直接貼着してもよく、両面テープ等を介して、取り付けてもよい。
【００４８】
次に、第１実施形態に係る放熱シート１０の製造方法について説明する。
第１実施形態に係る放熱シート１０の製造方法においては、市販の金属箔１に、放熱塗料を付与して放熱塗料層２を形成する。
放熱塗料は、上述した、バインダー樹脂、粉体及び炭素微粒子、並びに、必要に応じて添加剤を、水系又は溶剤系の溶媒に加えたものである。
【００４９】
放熱塗料の金属箔１への付与方法としては、特に限定されず、スプレー、含浸、コーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷等が挙げられる。
なお、放熱塗料を付与した後は、通常の乾燥を施すことにより、金属箔１上に放熱塗料層２が形成される。
こうして、放熱シート１０が得られる。
【００５０】
次に、本発明に係る放熱シートの第２実施形態について説明する。
図３は、第２実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
図３に示すように、第２実施形態に係る放熱シート１０ａは、金属箔１ａと、該金属箔１ａの両面に積層された放熱塗料層２ａと、を備える。
そして、電子部品Ｅは、何れかの放熱塗料層２ａの金属箔１ａとは反対側の面、すなわち、放射塗料層２ａの表面に取り付けられる。
したがって、第２実施形態に係る放熱シート１０ａは、金属箔１ａの一方の放熱塗料層２ａとは反対側の面が空気層とはなっておらず、放熱塗料層２ａが更に設けられている点で第１実施形態に係る放熱シート１０とは異なる。
【００５１】
放熱シート１０ａにおいては、電子部品Ｅが発熱すると、熱が、電子部品Ｅに接している放熱塗料層２ａに伝わって、その後、金属箔１ａに到達する。
このとき、放熱シート１０ａにおいては、熱の一部が、放熱塗料層２ａの吸熱効果により吸熱され、その余の熱が、金属箔１ａの放熱効果により金属箔１ａの面方向に放熱されることになる。なお、金属箔１ａを、上述したヒートパイプに接続させることにより、金属箔１ａに伝達された熱をヒートパイプに逃がすことも可能である。この場合、金属箔１ａ自体に蓄熱されることを抑制することができる（図２参照）。
また、金属箔１ａの放熱塗料層２ａとは反対側の面も放熱塗料層２ａとなっているので、金属箔１ａに伝わった熱（放熱される熱）の一部が、反対側の放熱塗料層２ａの吸熱効果により更に吸熱される。これにより、金属箔１ａが放熱する熱量も軽減することができる。
このような作用により、放熱シート１０ａにおいては、発熱した電子部品Ｅに対して、優れた放熱性を発揮することが可能となる。なお、金属箔１ａの両面に放熱塗料層２ａを設けることにより、片面のみに放熱塗料層２ａを設けた場合よりも放熱性がより向上する。
【００５２】
放熱シート１０ａにおいて、金属箔１ａ及び放熱塗料層２ａは、上述した第１実施形態に係る放熱シート１０の金属箔１及び放熱塗料層２とそれぞれ同じであるので説明を省略する。
なお、第２実施形態に係る放熱シート１０ａにおいて、金属箔１ａの一方の面に積層された放熱塗料層２ａと、金属箔１ａの他方の面に積層された放熱塗料層２ａとは、組成が全く同一であっても異なっていてもよい。
【００５３】
第２実施形態に係る放熱シート１０ａの製造方法においては、市販の金属箔１ａの両面に、放熱塗料を付与して放熱塗料層２ａを形成する。
放熱塗料は、上述した、バインダー樹脂、粉体及び炭素微粒子、並びに、必要に応じて添加剤を、水系又は溶剤系の溶媒に加えたものである。
【００５４】
放熱塗料の金属箔１ａへの付与方法としては、特に限定されず、スプレー、含浸、コーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷等が挙げられる。
なお、放熱塗料を付与した後は、通常の乾燥を施すことにより、金属箔１ａの両面に放熱塗料層２ａが形成される。
こうして、放熱シート１０ａが得られる。
【００５５】
次に、本発明に係る放熱シートの第３実施形態について説明する。
図４は、第３実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
図４に示すように、第３実施形態に係る放熱シート２０は、金属箔１１と、該金属箔１１の表面に積層された放熱塗料層１２と、該放熱塗料層１２の表面に積層された絶縁フィルム層１３とを備える。
そして、電子部品Ｅは、絶縁フィルム層１３の放熱塗料層１２とは反対側の表面、すなわち、絶縁フィルム層１３の表面に取り付けられる。
また、放熱シート２０においては、金属箔１１の放熱塗料層１２とは反対側の面は、空気層となっている。
したがって、第３実施形態に係る放熱シート２０は、放熱塗料層１２と電子部品Ｅとの間に、絶縁フィルム層１３が設けられていること以外は、第１実施形態に係る放熱シート１０と同じである。
【００５６】
放熱シート２０においては、電子部品Ｅが発熱すると、熱が、絶縁フィルム層１３を介して、放熱塗料層１２に伝わって、その後、金属箔１１に到達する。
このとき、放熱シート２０においては、熱の一部が、放熱塗料層１２の吸熱効果により吸熱され、その余の熱が、金属箔１１の放熱効果により金属箔１１の面全体から放熱されることになる。
また、金属箔１１の放熱塗料層１２とは反対側の面が空気層となっているので、金属箔１１からの放熱塗料層１２とは反対側への熱の伝達が制限されており、当該金属箔１１において熱が確実に放熱されることになる。なお、金属箔１１を、上述したヒートパイプに接続させることにより、金属箔１１に伝達された熱をヒートパイプに逃がすことも可能である。この場合、金属箔１１自体に蓄熱されることを抑制することができる（図２参照）。
また、放熱シート２０においては、絶縁フィルム層１３が設けられているので、電気的な伝達も抑制することができる。
このような作用により、放熱シート２０においては、発熱した電子部品Ｅに対して、優れた放熱性を発揮することが可能となる。
【００５７】
放熱シート２０において、絶縁フィルム層１３は、電気的な絶縁効果を発揮する。
絶縁フィルム層１３は、絶縁フィルムからなる。
絶縁フィルムとしては、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はポリイミドフィルムを採用できる。
なお、絶縁フィルム層１３の厚みは、絶縁性、強度及びフレキシブル性の観点から、１０μｍ〜１２５μｍであることが好ましい。
【００５８】
放熱シート２０において、絶縁フィルム層１３としてはフレキシブル性を有するものを採用することで、放熱シート２０自体もフレキシブル性を有するものとすることができる。これにより、電子部品Ｅの形状が複雑であっても、当該電子部品Ｅの形状に沿って取り付けることが可能となる。
また、絶縁フィルム層１３を有することにより、例えば、電子部品が折り畳み形式の携帯電話であっても、放熱シート２０を当該携帯電話の折り畳みに追従させることができ、折り畳みに対する耐久性にも優れるものとなる。
【００５９】
放熱シート１０において、電子部品Ｅは、絶縁フィルム層１３の表面に取り付けられる。
かかる取り付け手段は、特に限定されず、接着剤を用いて直接貼着してもよく、両面テープ等を介して、取り付けてもよい。
【００６０】
第３実施形態に係る放熱シート２０の製造方法においては、第１実施形態に係る放熱シート１０の放熱塗料層１２に、絶縁フィルムを貼着して、絶縁フィルム層１３を形成する。
こうして、放熱シート２０が得られる。
【００６１】
次に、本発明に係る放熱シートの第４実施形態について説明する。
図５は、第４実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
図５に示すように、第４実施形態に係る放熱シート２０ａは、絶縁フィルム層１３ａと、該絶縁フィルム層１３ａに接着剤を介して積層された金属箔１１ａと、該金属箔１１ａに積層された放熱塗料層１２ａとを備える。
そして、電子部品Ｅは、何れかの放熱塗料層１２ａの金属箔１１ａとは反対側の面、すなわち、放射塗料層１２ａの表面に取り付けられる。
したがって、第４実施形態に係る放熱シート２０ａは、絶縁フィルム層１３ａ、金属箔１１ａ及び放熱塗料層１２ａを有する点は第３実施形態に係る放熱シート２０と共通するものの、それらの積層順が異なる。
【００６２】
放熱シート２０ａにおいては、電子部品Ｅが発熱すると、熱が、電子部品Ｅに接している放熱塗料層１２ａに伝わって、その後、金属箔１１ａに到達する。
このとき、放熱シート１０ａにおいては、熱の一部が、放熱塗料層１２ａの吸熱効果により吸熱され、その余の熱が、絶縁フィルム層１３ａの両面に接着剤を介して設けられた金属箔１１ａの放熱効果により金属箔１１ａの面方向に放熱されることになる。なお、金属箔１１ａを、上述したヒートパイプに接続させることにより、金属箔１１ａに伝達された熱をヒートパイプに逃がすことも可能である。この場合、金属箔１１ａ自体に蓄熱されることを抑制することができる（図２参照）。
また、上述したように、一対の金属箔１１ａの間が絶縁フィルム層１３ａとなっているので、電気的な伝達も抑制することができる。
更に、絶縁フィルム層１３ａの電子部品Ｅとは反対側に接着剤を介して設けられた金属層１１ａにも放熱塗料層１２ａが設けられているので、この放熱塗料層１２ａの吸熱効果により、外部に熱が放熱されることも防止することができる。
【００６３】
このような作用により、放熱シート２０ａにおいては、発熱した電子部品Ｅに対して、優れた放熱性を発揮することが可能となる。なお、絶縁フィルム層１３ａの両面に金属箔１１ａ及び放熱塗料層１２ａを設けることにより、片面のみに金属箔１１ａ及び放熱塗料層１２ａを設けた場合よりも放熱性がより向上する。
また、絶縁フィルム層１３ａを有することにより、例えば、電子部品が折り畳み形式の携帯電話であっても、放熱シート２０ａを当該携帯電話の折り畳みに追従させることができ、折り畳みに対する耐久性にも優れるものとなる。
【００６４】
放熱シート２０ａにおいて、金属箔１１ａ及び放熱塗料層１２ａは、上述した第１実施形態に係る放熱シート１０の金属箔１及び放熱塗料層２とそれぞれ同じであり、絶縁フィルム層１３ａは、上述した第３実施形態に係る放熱シート２０の絶縁フィルム層１３と同じであるので説明を省略する。
なお、第４実施形態に係る放熱シート２０ａにおいて、絶縁フィルム層１３ａの一方の面に積層された金属箔１１ａと、絶縁フィルム層１３ａの他方の面に積層された金属箔１１ａとは、同一の材料であっても異なる材料であっていてもよい。また、絶縁フィルム層１３ａの一方側に設けられた放熱塗料層１２ａと、絶縁フィルム層１３ａの他方側に設けられた放熱塗料層１２ａとは、組成が全く同一であっても異なっていてもよい。
【００６５】
第４実施形態に係る放熱シート１０ａの製造方法においては、絶縁フィルム層１３ａの両面に、接着剤を介して、市販の金属箔１１ａを貼着する。かかる接着剤としては特に限定されず、市販のものを適宜採用することができる。また、かかる接着剤による接着剤層（図示しない）の厚みは、１０μｍ以下であることが好ましい。
そして、各金属箔１１ａの表面に放熱塗料を付与して放熱塗料層１２ａを形成する。
放熱塗料は、上述した、バインダー樹脂、粉体及び炭素微粒子、並びに、必要に応じて添加剤を、水系又は溶剤系の溶媒に加えたものである。
【００６６】
放熱塗料の金属箔１１ａへの付与方法としては、特に限定されず、スプレー、含浸、コーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷等が挙げられる。
なお、放熱塗料を付与した後は、通常の乾燥を施すことにより、金属箔１１ａの表面に放熱塗料層１２ａが形成される。
こうして、放熱シート２０ａが得られる。
【００６７】
次に、本発明に係る放熱シートの第５実施形態について説明する。
図６は、第５実施形態に係る放熱シートを示す概略断面図である。
図６に示すように、第５実施形態に係る放熱シート３０は、金属箔２１と、該金属箔２１の表面に積層された放熱塗料層２２と、金属箔２１と放熱塗料層２２との間の少なくとも電子部品Ｅに対向する位置に設けられた遮熱塗料層２３とを備える。
そして、電子部品Ｅは、放熱塗料層２２の金属箔２１及び遮熱塗料層２３とは反対側の表面に取り付けられる。
また、放熱シート３０においては、金属箔２１の放熱塗料層２２とは反対側の面は、空気層となっている。
したがって、第５実施形態に係る放熱シート３０は、金属箔２１と放熱塗料層２２との間に、遮熱塗料層２３が設けられていること以外は、第１実施形態に係る放熱シート１０と同じである。
【００６８】
放熱シート３０においては、電子部品Ｅが発熱すると、熱が、放熱塗料層２２に伝わって、その後、金属箔２１に到達する。
このとき、放熱シート３０においては、熱の一部が、放熱塗料層２２の吸熱効果により吸熱され、その余の熱が、金属箔２１の放熱効果により金属箔２１の面全体から放熱されることになる。なお、金属箔２１を、上述したヒートパイプに接続させることにより、金属箔２１に伝達された熱をヒートパイプに逃がすことも可能である。この場合、金属箔２１自体に過度に蓄熱されることを抑制することができる（図２参照）。
また、金属箔２１の放熱塗料層２とは反対側の面が空気層となっているので、金属箔２１からの放熱塗料層２２とは反対側への熱の伝達が制限されており、当該金属箔２１において熱が確実に放熱されることになる。
また、放熱シート３０においては、遮熱塗料層２３が設けられているので、放熱性を担保しつつ、ヒートスポット現象による熱も遮熱することができる。
このような作用により、放熱シート３０においては、発熱した電子部品Ｅに対して、優れた放熱性を発揮することが可能となる。
【００６９】
放熱シート３０において、遮熱塗料層２３は、遮熱効果を発揮する。
遮熱塗料層２３は、放熱塗料層２２の一部に、遮熱塗料を付与することにより形成される層である。
なお、遮熱塗料層２３の厚みは、フレキシブル性の観点から、１０μｍ〜６０μｍとすることが好ましい。
【００７０】
遮熱塗料層２３は、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂又はアクリルポリオールを含有するものである。
なお、必要に応じて、硬化剤等の添加剤を含有させてもよい。
【００７１】
放熱シート３０において、遮熱塗料層２３としてはフレキシブル性を有するものを採用することで、放熱シート３０自体もフレキシブル性を有するものとすることができる。これにより、電子部品Ｅの形状が複雑であっても、当該電子部品Ｅの形状に沿って取り付けることが可能となる。
【００７２】
第３実施形態に係る放熱シート３０の製造方法においては、市販の金属箔２１に、遮熱塗料を付与して遮熱塗料層２３を形成する。
遮熱塗料は、上述した、樹脂を、水系又は溶剤系の溶媒に加えたものである。
【００７３】
遮熱塗料の金属箔２１への付与方法としては、特に限定されず、スプレー、含浸、コーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷等が挙げられる。
なお、遮熱塗料を付与した後は、通常の乾燥を施すことにより、金属箔２１上に遮熱塗料層２３が形成される。
そして、上述した第１実施形態に係る放熱シート１０の製造方法と同様にして、金属箔２１及び遮熱塗料層２３上に放熱塗料層２２を形成する。
こうして、放熱シート３０が得られる。
【００７４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００７５】
第１実施形態に係る放熱シート１０においては、金属箔１の放熱塗料層２とは反対側の面が空気層となっているが、必ずしも必須ではなく、別の物体を配置してもよい。
例えば、金属箔１の放熱塗料層２とは反対側に、遮熱塗料層を設けたり、絶縁フィルム層を設けたり、公知の断熱材を貼着することも可能である。
なお、第３実施形態に係る放熱シート２０及び第５実施形態に係る放熱シート３０についても同様である。
【００７６】
第１実施形態に係る放熱シート１０においては、放熱塗料層に炭素微粒子が含まれているが、含めないことも可能である。
なお、第２実施形態に係る放熱シート１０ａ、第３実施形態に係る放熱シート２０、第４実施形態に係る放熱シート２０ａ及び第５実施形態に係る放熱シート３０についても同様である。
【００７７】
第４実施形態に係る放熱シート２０ａにおいては、絶縁フィルム層１３ａの両面に、金属箔１１ａ及び放熱塗料層１２ａが設けられているが、片面のみに金属箔１１ａ及び放熱塗料層１２ａが設けられたものであってもよい。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７９】
（サーモグラフィ評価）
（実施例１）
厚さ１８μｍの銅箔に、粒径１０ｎｍ〜１μｍのグラファイト粉末（グラフェン）（粉体）２０質量部と、粒径２０μｍのカーボンブラック（炭素微粒子）３０質量部と、ブチルカルビトールアセテート（溶剤系溶媒）５０質量部とからなる放熱塗料を、厚さ３０μｍとなるようにスクリーン印刷にて付与した。
そして、加熱乾燥させることにより、放熱シートのサンプル１（図１の放熱シート１０に相当）を得た。
【００８０】
（比較例１）
厚さ１００μｍのポリエステルフィルムをサンプル２とした。
【００８１】
（比較例２）
厚さ１８μｍの銅箔をサンプル３とした。
【００８２】
（評価方法）
温度２５℃、湿度６０％の環境下、図７に示すように、サンプル１〜３に対し、その中央に１０ｍｍ×１０ｍｍのアルミ発熱基板を取り付けた。
そして、加熱を開始し、５分後の発熱状態を、サンプルの裏面側（アルミ発熱基板が無い側）からサーモグラフィにて確認した。
得られた結果を図８の（ａ）〜（ｃ）に示す。なお、図８の（ａ）は、サンプル１の評価結果であり、図８の（ｂ）は、サンプル２の評価結果であり、図８の（ｃ）は、サンプル３の評価結果である。
【００８３】
図８の（ａ）〜（ｃ）の結果から、本発明の放熱シートによれば、熱が銅箔の面全体から放熱されており、ヒートスポット現象の発現も抑制できることがわかった。
【００８４】
（最大温度評価）
（実施例２）
厚さ１００μｍのアルミニウム銅箔の両面に、粒径１０ｎｍ〜１μｍのグラファイト粉末（グラフェン）（粉体）２０質量部と、粒径２０μｍのカーボンブラック（炭素微粒子）３０質量部と、ブチルカルビトールアセテート（溶剤系溶媒）５０質量部とからなる放熱塗料を、厚さ２０μｍとなるようにスクリーン印刷にて付与した。
そして、加熱乾燥させることにより、放熱シートのサンプル４（図１の放熱シート１０に相当）を得た。
【００８５】
（実施例３）
厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム（絶縁フィルム層）の両面に、厚さ３０μｍのアルミニウム箔を上面に、厚さ１０μｍのアルミニウム箔を下面にアクリル系接着剤を用いて貼り付けた。
次に、各アルミニウム箔の表面に、粒径１０ｎｍ〜１μｍのグラファイト粉末（グラフェン）（粉体）２０質量部と、ブチルカルビトールアセテート（溶剤系溶媒）５０質量部とからなる放熱塗料を、それぞれ厚さ２０μｍとなるようにスクリーン印刷にて付与した。
そして、加熱乾燥させることにより、放熱シートのサンプル５（図５の放熱シート１０に相当）を得た。
【００８６】
（評価方法）
温度２５℃、湿度６０％の環境下、図７に示すように、サンプル４及びサンプル５に対し、その中央に１０ｍｍ×１０ｍｍのアルミ発熱基板を取り付けた。なお、サンプル４及びサンプル５は、下記表１に示すサイズのものを準備した。
一方で、リファレンスとして、サンプルに貼着しない、同型のアルミ発熱基板を準備した。
そして、アルミ発熱基板の温度を測定しながら、１０分間加熱を継続した。
１０分間におけるアルミ発熱基板の最大の温度を表１に示す。なお、最大温度の測定は、２回ずつ行った（リファレンスは１回）。また、表１中の値の単位は「℃」である。
【００８７】
（表１）
2020098909.tif 000003
【００８８】
表１に示す結果から、サンプル４及びサンプル５は、リファレンスと比較して、十分に放熱性に優れることがわかった。また、サイズに比例して、放熱性が向上することが分かった。
なお、フレキシブル性（特に折り畳みに対する耐久性）は、サンプル５が極めて優れている。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の放熱シートは、電子機器に内蔵された電子部品に取り付けて用いられる。
本発明の放熱シートは、フレキシブル性に優れると共に、発熱した電子部品を放熱することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１，１ａ，１１，１１ａ，２１・・・金属箔
１０，１０ａ，２０，２０ａ，３０・・・放熱シート
１２，１２ａ，２，２ａ，２２・・・放熱塗料層
１３，１３ａ・・・絶縁フィルム層
２３・・・遮熱塗料層
Ｅ・・・電子部品
【図１】
2020098909.tif 000004
【図２】
2020098909.tif 000005
【図３】
2020098909.tif 000006
【図４】
2020098909.tif 000007
【図５】
2020098909.tif 000008
【図６】
2020098909.tif 000009
【図７】
2020098909.tif 000010
【図８】
2020098909.tif 000011