(57)【要約】【課題】  特に、数百ＭＨｚから数ＧＨｚに至る広い周波数帯域で、高いノイズ抑制効果と優れた熱伝導性を得られるようにした熱伝導性ノイズ抑制シートを提供することを目的としている。【解決手段】  本実施形態の熱伝導性ノイズ抑制シートは、少なくとも第１フェライト粒子４と、第２フェライト粒子５と、マトリクス材７と、を有し、前記第１フェライト粒子４は、平均粒径が５０〜１５０μｍで、全固形成分に対して含有量が５〜２５体積％の球形粒子であり、前記第２フェライト粒子５は、平均粒径が５０μｍ以下で、全固形成分に対して含有量が５〜４５体積％の不定形粒子である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フェライト粒子と、第２フェライト粒子と、マトリクス材と、を有し、
前記第１フェライト粒子は、平均粒径が５０〜１５０μｍで、全固形成分に対して含有量が５〜２５体積％の球形粒子であり、
前記第２フェライト粒子は、平均粒径が５０μｍ以下で、全固形成分に対して含有量が５〜４５体積％の不定形粒子であることを特徴とする熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項２】
前記第１フェライトの含有量は、１０体積％以上である請求項１記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項３】
前記第１フェライトの含有量は、２０体積％以上である請求項１記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項４】
前記第２フェライトの含有量は、３０体積％以上である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項５】
前記第１フェライト粒子の含有量は２０〜２５体積％で、前記第２フェライト粒子の含有量は１０〜２０体積％の範囲内である請求項１記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項６】
前記不定形粒子は、前記球形粒子を粉砕して得られたものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項７】
熱伝導材をさらに含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項８】
前記熱伝導材は、平均粒径が５〜２５μｍで、全固形成分に対して含有量が２．５〜１０体積％の酸化アルミニウムである請求項７記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項９】
マトリクス材は、全固形成分に対して含有量が３０〜５７．５体積％のシリコーンゲルである請求項１ないし８のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯にわたる広い周波数帯域で、ノイズ抑制効果に優れ、且つ熱伝導性に優れた熱伝導性ノイズ抑制シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献に示すように、ＩＣ等の半導体部品と、ヒートシンクとの間に熱伝導性ノイズ抑制シートを介在させることが知られている。【０００３】
上記の用途で用いられる熱伝導性ノイズ抑制シートは、半導体部品から発せられた電磁エネルギーを熱エネルギーに変換し、熱エネルギーをシート内にて伝達して、ヒートシンクへ放熱している。【０００４】
特許文献１には、複素比透磁率の虚数部μ″を大きくして、ノイズ抑制効果を高めることが記載されている。【０００５】
しかしながら、複素比透磁率の虚数部μ″の調整だけでは、効果的に、百ＭＨｚ帯と、ＧＨｚ帯の両帯域でのノイズ抑制効果を向上できないことがわかった。【０００６】
またノイズ抑制効果とともに、熱伝導性を効果的に向上させることが必要である。
しかしながら熱伝導性を向上させるには単にフィラーの充填量を大きくして熱伝導率を上げても圧縮率の低下により効果的に熱伝導性を向上させることができないとわかった。熱伝導性ノイズ抑制シートはＩＣ等の半導体部品とヒートシンク間に設置され、その際、前記熱伝導性ノイズ抑制シートは圧縮して用いられるがシートの圧縮率が悪いとシートとヒートシンク間、及びシートと基板間の密着性が悪くなり、熱伝導性が劣化する要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−６８３１２号公報
【特許文献２】特表２００６−５０４２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯にわたる広い周波数帯域で、高いノイズ抑制効果を得られ、且つ熱伝導性に優れた熱伝導性ノイズ抑制シートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における熱伝導性ノイズ抑制シートは、
第１フェライト粒子と、第２フェライト粒子と、熱伝導材と、マトリクス材と、を有し、
前記第１フェライト粒子は、平均粒径が５０〜１５０μｍで、全固形成分に対して含有量が５〜２５体積％の球形粒子であり、
前記第２フェライト粒子は、平均粒径が５０μｍ以下で、全固形成分に対して含有量が５〜４５体積％の不定形粒子であることを特徴とするものである。【００１０】
本発明では、複素比透磁率の虚数部μ″のみならず、複素比誘電率の虚数部ε″にも着目して、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯にわたる広い周波数帯域で、高いノイズ抑制効果を得ようとするものである。具体的には、本発明によれば、百ＭＨｚ帯での複素比透磁率の虚数部μ″を大きくできる。その一方で、ＧＨｚ帯で複素比透磁率の虚数部μ″が小さくなっても、本発明では、数ＧＨｚ帯での複素比誘電率の虚数部ε″を小さくできる。これにより、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯にわたる広い周波数帯域で、高いノイズ抑制効果を得ることが出来る。【００１１】
しかも、本発明では、第２フェライト粒子より大きい平均粒径を備える球形粒子からなる第１フェライト粒子を含み、この第１フェライト粒子の含有量を適切に規制することで、高い熱伝導率を確保しつつ、圧縮率を大きくでき、熱伝導性を効果的に向上させることができる。【００１２】
本発明では、前記第１フェライトの含有量は、１０体積％以上であることが好ましく、２０体積％以上であることがより好ましい。【００１３】
また本発明では、前記第２フェライトの含有量は、３０体積％以上であることが好ましい。【００１４】
また本発明では、前記第１フェライト粒子の含有量は２０〜２５体積％で、前記第２フェライト粒子の含有量は１０〜２０体積％の範囲内とすることも出来る。このように本発明では第１フェライト粒子の含有量をある程度大きくすることで、第２フェライト粒子の含有量を少なめに設定し、フィラー全体としての充填率をさほど大きくしなくても、高いノイズ抑制効果とともに、高い熱伝導率と圧縮率を確保して優れた熱伝導性を得ることが出来る。【００１５】
また本発明では、前記不定形粒子は、前記球形粒子を粉砕して得られたものであることが好ましい。【００１６】
また本発明では、熱伝導材をさらに含んでもよい。具体的には、前記熱伝導材は、平均粒径が５〜２５μｍで、全固形成分に対して含有量が２．５〜１０体積％の酸化アルミニウムであることが好ましい。【００１７】
また本発明では、マトリクス材は、全固形成分に対して含有量が３０〜５７．５体積％のシリコーンゲルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の熱伝導性ノイズ抑制シートによれば、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯にわたる広い周波数帯域で、高いノイズ抑制効果を得ることが出来、且つ優れた熱伝導性を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態における熱伝導性ノイズ抑制シートの使用形態を示す断面図、
【図２】本実施形態におけるシート内部構造を示す模式図、
【図３】実施例、従来例１、比較例１における複素比透磁率の虚数部μ″の周波数特性を示すグラフ、
【図４】実施例、従来例１、比較例１における複素比誘電率の虚数部ε″の周波数特性を示すグラフ、
【図５】実施例、従来例１、比較例１におけるノイズ減衰量の周波数特性を示すグラフ、
【図６】実施例の断面写真（ＳＥＭ写真）、
【図７】従来例１の断面写真（ＳＥＭ写真）、
【図８】第１フェライト粒子（球状粒子）の含有個数が異なる解析モデルの断面の熱分布を示す模式図、
【図９】比較例８の断面写真（ＳＥＭ写真）、
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本実施形態における熱伝導性ノイズ抑制シートの使用形態を示す断面図、図２は、シート内部構造を示す模式図である。
【００２１】
図１に示す符号１は、ＩＣ等の半導体部品であり、符号２はヒートシンクである。そして、半導体部品１とヒートシンク２との間に本実施形態の熱伝導性ノイズ抑制シート３が設けられている。熱伝導性ノイズ抑制シート３と半導体部品１間、及び熱伝導性ノイズ抑制シート１とヒートシンク２間は密着している。
【００２２】
本実施形態における熱伝導性ノイズ抑制シート３の厚みＨ１は、１〜５ｍｍ程度である。
【００２３】
熱伝導性ノイズ抑制シート３は、図２に示すように、第１フェライト粒子４と、第２フェライト粒子５と、熱伝導材６と、マトリクス材７と、を有して構成される。
【００２４】
第１フェライト粒子４は、平均粒径が５０〜１５０μｍで、全固形成分に対して含有量が５〜２５体積％の球形粒子である。ここで「球形粒子」とは、表面に角が無く、扁平度（縦横比）が１〜２の範囲内の粒子を指す。なお本明細書における「平均粒径」とは、累積値５０％での粒径（Ｄ５０）を指している。
【００２５】
第１フェライト粒子４の含有量は、１０〜２５体積％の範囲内であることが好ましく、２０〜２５体積％の範囲内であることがより好ましい。
【００２６】
また第２フェライト粒子５は、平均粒径が５０μｍ以下で、全固形成分に対して含有量が５〜４５体積％の不定形粒子である。ここで「不定形粒子」とは、球形粒子以外の粒子であって、且つ形がばらばらな粒子を指す。第２フェライト粒子５の平均粒径は、第１フェライト粒子４の平均粒径よりも小さい。
【００２７】
第２フェライト粒子５の含有量は、３０〜４５体積％の範囲内であることが好ましい。
不定形粒子である第２フェライト粒子５は、球形粒子である第１フェライト粒子４を粉砕して得られたものであることが好適である。第２フェライト粒子５を添加することで、マトリクス材７とのなじみが良くなる。
【００２８】
第１フィライト粒子４及び第２フェライト粒子５は、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の既存のフェライトを使用できる。
【００２９】
熱伝導材６には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素等を例示できる。ただし、熱伝導材６は、酸化アルミニウムであることが好ましい。そして、熱伝導材６は、平均粒径が５〜２５μｍで、全固形成分に対して含有量が２．５〜１０体積％であることが好ましい。好ましくは５〜７体積％である。
【００３０】
なお、熱伝導材６を含有せず、第１フェライト粒子４、第２フェライト粒子５及びマトリクス材７により構成されてもよい。
【００３１】
マトリクス材７は、シートの耐熱性及びタック性（粘着性）を向上させるためにシリコーンゲルを使用することが好適である。またマトリクス材７は、全固形成分に対して含有量が３０〜５７．５体積％であることが好適である。好ましくは３５〜４５体積％である。
【００３２】
本実施形態の熱伝導性ノイズ抑制シート３は、百ＭＨｚ帯での複素比透磁率の虚数部μ″を大きくできる。具体的には、複素比透磁率の虚数部μ″を３以上に出来る。また、本実施形態では、ＧＨｚ帯での複素比誘電率の虚数部ε″を小さくできる。具体的には、複素比誘電率の虚数部ε″を０．２以下に抑えることが出来る。
【００３３】
本実施形態では、球形粒子である第１フェライト粒子４を所定粒径及び所定量にて添加するが、第１フェライト粒子４の添加は、百ＭＨｚ帯での複素比透磁率の虚数部μ″を大きくできる一因と考えられる。一方、本実施形態でも従来例と同様に、ＧＨｚ帯での複素比透磁率の虚数部μ″は小さくなりやすい。そこで本実施形態では、ＧＨｚ帯での複素比透磁率の虚数部μ″が小さくても、ＧＨｚ帯でのノイズ抑制効果を向上させるべく、ＧＨｚ帯での複素比誘電率の虚数部ε″に着目したのである。
【００３４】
本実施形態では、上記したように、ＧＨｚ帯での複素比誘電率の虚数部ε″が小さくなるようにしている。複素比誘電率の虚数部ε″が小さいということは絶縁抵抗が高いことを意味する。
【００３５】
本実施形態において、ＧＨｚ帯での複素比誘電率の虚数部ε″が小さくなる一因は、不定形粒子である第２フェライト粒子５を所定粒径及び所定量にて添加したことにある。本実施形態で添加される不定形粒子である第２フェライト粒子５は、製造過程で、第１フェライト粒子の沈降現象等を抑制する。そして、マトリクス材７とのなじみが良い第２フェライト粒子５が第１フェライト粒子４間に適度に介在することで、フェライト粒子間の接触が抑制され、絶縁抵抗が高くなり、複素比誘電率の虚数部ε″が小さくなると考えられる。なお、熱伝導性を向上させるべく添加される熱伝導材６の添加もまた、複素比誘電率の虚数部ε″を小さくする一因であると考えられる。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、百ＭＨｚ帯での複素比透磁率の虚数部μ″を大きくできる。また、ＧＨｚ帯での複素比透磁率の虚数部μ″が小さくても、本実施形態では、ＧＨｚ帯での複素比誘電率の虚数部ε″を小さくできる。これにより、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯にわたる広い周波数帯域で、適切に、電磁エネルギーを熱エネルギーに変換でき、熱伝導性を有することにより、熱エネルギーをシート内部から外部へ適切に放熱できる。したがって、本実施形態における熱伝導性ノイズ抑制シート３は、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯にわたる広い周波数帯域で、高いノイズ抑制効果を得ることが出来る。
【００３７】
しかも本実施形態の熱伝導性ノイズ抑制シート３によれば優れた熱伝導性を得ることが可能である。
【００３８】
熱伝導性を向上させるには、シート３自体の熱伝導率を大きくしつつ圧縮率を高めることが重要である。すなわち熱伝導率が大きくても圧縮率が低くては、熱伝導性が劣化してしまう。
【００３９】
本実施形態では、平均粒径が第２フェライト粒子５より大きい球形粒子からなる第１フェライト粒子４を含有する。第１フェライト粒子４を含有することで熱伝導率は向上する。しかしながら第１フェライト粒子４の含有量を大きくし過ぎると圧縮率は低下する。図１に示すように、熱伝導性ノイズ抑制シート３は半導体部品１とヒートシンク２間に介在する。熱伝導性ノイズ抑制シート３の厚さ方向から例えば筐体で押圧されることで熱伝導性ノイズ抑制シート３の厚みは潰される。このとき熱伝導性ノイズ抑制シート３の圧縮率が高いと、熱伝導性ノイズ抑制シート３と半導体部品１間、及び、熱伝導性ノイズ抑制シート３とヒートシンク２間の密着性を向上させることができ、優れた熱伝導性を得ることが可能である。
【００４０】
本実施形態では、球状粒径の第１フェライト粒子４を５〜２５体積％含有し、さらに第２フェライト粒子５をノイズ抑制効果の観点等から適度な量、含有することで、ノイズ抑制効果とともに優れた熱伝導性を得ることが可能となる。
【００４１】
本実施形態では、第１フェライト粒子４、第２フェライト粒子５及び熱伝導材６の各含有量を足した合計含有量（熱伝導材６を含まない場合は、フェライト粒子４，５の合計含有量）は、５０〜６０体積％程度であることが好適である。これにより高い圧縮率を得ることができ、優れた熱伝導性を得ることが出来る。
【００４２】
また第１フェライト粒子４の含有量を２０〜２５体積％として十分な量を含ませることで、第２フェライト粒子５の含有量、あるいは第２フェライト粒子５と熱伝導材６の各含有量を足した合計含有量を１０〜２０体積％と低くしても、ノイズ抑制効果とともに優れた熱伝導性を得ることが可能となる。なお、この実施形態は、第２フェライト粒子５の含有量が少ない分、多少、ノイズ抑制効果が小さくなっても、優れた熱伝導性が必要な用途に適するものである。
【００４３】
本実施形態の熱伝導性ノイズ抑制シート３には、第１フェライト粒子４、第２フェライト粒子５、熱伝導材６及びマトリクス材７のほかにシランカップリング剤、白金触媒、難燃剤等も必要に応じて添加しても良い。
【００４４】
本実施形態では、マトリクス材７を溶かした溶液中に、第１フェライト粒子４、第２フェライト粒子５及び、熱伝導材６を投入・攪拌してスラリーを得る。上記したように不定形粒子である第２フェライト粒子５は、球形粒子である第１フェライト粒子４を粉砕して得たものであることが好適である。そしてスラリーを例えばドクターブレード法で塗工した後、加熱処理を行い、シート状の熱伝導性ノイズ抑制シート３を形成する。また、本実施形態においては溶剤を使用せず、マトリックス材７、第１フェライト粒子４、第２フェライト粒子５及び、熱伝導材６の混練物をホットプレス等でシート化しても良い。
【実施例】
【００４５】
以下の試料（熱伝導性ノイズ抑制シート）を用意した。
（実施例１）
（１）  第１フェライト粒子（球形粒子）：ＪＦＥケミカル社製のＫＮＩ−１０９ＧＳ（Ｎｉ−Ｚｎフェライト）を使用した。平均粒径は１００μｍであった。また、全固形成分に対する添加量を２０体積％とした。
（２）  第２フェライト粒子（不定形粒子）：ＪＦＥケミカル社製のＫＮＩ−１０９ＧＳＭ（Ｎｉ−Ｚｎフェライト）を使用した。平均粒径は４０μｍであった。また、全固形成分に対する添加量を３５体積％とした。
（３）  熱伝導材：平均粒径が１２μｍの酸化アルミニウム（昭和電工社製のＡＳ−４０）を使用した。また、全固形成分に対する添加量を５体積％とした。
（４）  マトリクス材：シリコーンゲル（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のＳＥ１８９６ＦＲ）を使用した。また、全固形成分に対する添加量を４０体積％とした。【００４６】
図６は、実施例の熱伝導性ノイズ抑制シートの断面写真（ＳＥＭ写真）である。図６に示すように、球形粒子である第１フェライト粒子が一箇所にかたまらずに点在していることがわかった。そして、第１フェライト粒子間に、不定形粒子である第２フェライト粒子、熱伝導材、及びマトリクス材が介在することがわかった。またマトリクス材は各粒子間に介在するとともに、各粒子間を隙間無く埋めていることがわかった。【００４７】
（従来例１）
ソニーケミカル社製のＥ７０００Ｋを使用した。なお、分析により、従来例１の熱伝導性ノイズ抑制シートは、Ｎｉ−Ｚｎフェライト粒子、酸化アルミニウム粒子及びシリコーンゲルを含むことがわかった。図７は、従来例１の熱伝導性ノイズ抑制シートの断面写真（ＳＥＭ写真）である。図７に示すように、Ｎｉ−Ｚｎフェライト粒子は、本実施例の第２フェライト粒子に相当する不定形粒子であることがわかった。【００４８】
（比較例１）
（１）  第１フェライト粒子（球形粒子）：ＪＥＦケミカル社製のＫＮＩ−１０９ＧＳを使用した。平均粒径は１００μｍであった。また、全固形成分に対する添加量を５５体積％とした。
（２）  熱伝導材：平均粒径が１２μｍの酸化アルミニウム（昭和電工社製のＡＳ−４０）を使用した。また、全固形成分に対する添加量を５体積％とした。
（３）  マトリクス材：シリコーンゲル（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のＳＥ１８９６ＦＲ）を使用した。また、全固形成分に対する添加量を４０体積％とした。【００４９】
実験では、各試料における複素比透磁率の虚数部μ″の周波数特性、複素比誘電率の虚数部ε″の周波数特性、ノイズ減衰量の周波数特性を測定した。【００５０】
図３は、各試料における複素比透磁率の虚数部μ″の周波数特性を示すグラフである。
図３に示すように、百ＭＨｚ帯の周波数帯域では、実施例１における複素比透磁率の虚数部μ″は、従来例１よりも大きく、比較例１とほぼ同等であった。【００５１】
図４は、各試料における複素比誘電率の虚数部ε″の周波数特性を示すグラフである。
図４に示すように、約１ＧＨｚ以上の周波数帯域では、実施例１における複素比誘電率の虚数部ε″は、従来例１及び比較例１よりも小さくなった。【００５２】
このように本実施例では、数百ＭＨｚの周波数帯域で、複素比透磁率の虚数部μ″を効果的に大きくでき、１ＧＨｚ以上の周波数帯域で、複素比誘電率の虚数部ε″を効果的に小さくできることがわかった。【００５３】
図５は、各試料におけるノイズ減衰量の周波数特性を示すグラフである。ノイズ減衰量は、トラッキングジェネレータ（以下ＴＧとする）付のスペクトラムアナライザで測定した。具体的にはＴＧ−試料−放熱用金属部品−スペクトラムアナライザというノイズ伝播の経路を模した測定系において、試料がある場合と無い場合の信号強度を測定し、両者の差から、試料のノイズ減衰性能を求めた。【００５４】
図５の縦軸は、従来例１のノイズ減衰量を基準値とし、実施例１及び比較例１のノイズ減衰量は、基準値との差で示している。したがって、図５において、減衰量がプラス値であると、従来例１よりノイズ減衰量が大きく、減衰量がマイナス値であると、従来例１よりノイズ減衰量が小さいことを示している。【００５５】
図５に示すように、百ＭＨｚ帯での実施例のノイズ減衰量は、比較例１と同等であり、また従来例１に比べて大きくできることがわかった。またＧＨｚ帯での実施例のノイズ減衰量は、比較例１に比べて大きく、また従来例１と同等以上であることがわかった。【００５６】
フェライト粒子が不定形粒子である従来例１は、ＧＨｚ帯では比較的、ノイズ抑制効果を高くできるものの、百ＭＨｚ帯でのノイズ抑制効果は低くなってしまうことがわかった。【００５７】
また、フェライト粒子が球形粒子である比較例１は、百ＭＨｚ帯でのノイズ抑制効果は高いものの、ＧＨｚ帯でのノイズ抑制効果は低くなってしまった。【００５８】
これに対して、球形粒子である第１フェライト粒子と、不定形粒子である第２フェライト粒子の双方を添加した実施例１では、百ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯の広い周波数帯域にわたって、優れたノイズ抑制効果を発揮できることがわかった。【００５９】
次に熱伝導性について以下のシミュレーション結果を行った。
実験では、マトリクス材がシリコーンゲルからなり、フィラー含有量を６０体積％とした解析モデルを用いて熱伝導性のシミュレーションを行った。【００６０】
フィラーには、直径が０．１ｍｍである球形粒子（Ｎｉ−Ｚｎ）の第１フェライト粒子や、そのほか、平均粒径が０．００５〜０．０４ｍｍである不定形粒子（Ｎｉ−Ｚｎ）の第２フェライト粒子、及び平均粒径が０．００５〜０．０１ｍｍのアルミナ（熱伝導材）を用いた。【００６１】
実験では、第１フェライト粒子の個数を２、４、６、１１と変化させ、解析モデルの下面から上面に至る温度変化を解析した。【００６２】
図８は、解析モデルを厚さ方向に切断して現れた断面での下面から上面に至る温度変化を示すシミュレーション結果（模式図）である。【００６３】
図８の各図に示される丸形状は、断面に現れる第１フェライト粒子を示す。実験では、下面側に７０℃の熱を加えたと想定した。図８（ａ）は、第１フェライト粒子の個数を２個とした場合、図８（ｂ）は、第１フェライト粒子の個数を４個とした場合、図８（ｃ）は、第１フェライト粒子の個数を６個とした場合、図８（ｄ）は、第１フェライト粒子の個数を１１個とした場合の実験結果である。【００６４】
図８に示すように、第１フェライト粒子の数が増えるほど、熱伝導性が良好になることがわかった。そして図８（ａ）では、解析モデルの上面の最大温度が６４．６℃、図８（ｂ）では、解析モデルの上面の最大温度が６４．８℃、図８（ｃ）では、解析モデルの上面の最大温度が６５．１℃、図８（ｄ）では、解析モデルの上面の最大温度が６６．３℃であった。【００６５】
実験ではフィラー全体の含有量を６０体積％に固定しているので、球形粒径の第１フェライト粒子が熱伝導性に大きく寄与していることがこの実験によりわかった。【００６６】
ただし、第１フェライト粒子を多く含有すれば、熱伝導率を高めることができるが、第１フェライト粒子の含有量を大きくしすぎると圧縮率の低下により、熱伝導性が低下するため、好ましい含有量を求めるべく以下の表１に示す熱伝導性ノイズ抑制シートを作製した。【００６７】
【表１】
2010004996.tif 000003
【００６８】
表１に示す実施例１、及び比較例１は、図５での実験に使用したものと同じである。
表１に示すように第１フェライト粒子（ＫＮＩ−１０９ＧＳ）の体積％をかなり大きくした比較例１では、シート成形が困難であるということがわかった。また、比較例１では、第１フェライト粒子の体積％が大きいものの、樹脂とフィラーとがうまく馴染まず、空気が組織内に入り込み、そのため熱伝導率が低くなった。また上記のような状態の比較例１では圧縮率も悪く、その結果、熱伝導の性能は極端に劣化する。【００６９】
また、表１に示す比較例３では、第１フェライト粒子（ＫＮＩ−１０９ＧＳ）を３５体積％とし、第２フェライト粒子（ＫＮＩ−１０９ＧＳＭ）を２０体積％として、高い熱伝導率が得られている。しかしながら比較例３では、依然として第１フェライト粒子の含有量が大きくシート成形が困難であり、シート成形できても、熱伝導性ノイズ抑制シートを半導体部品とヒートシンク間に介在させて圧縮したときにシートが脆く崩れやすいことがわかった。【００７０】
比較例２、４〜７は、いずれも第１フェライト粒子を含有せず、第２フェライト粒子（ＫＮＩ−１０９ＧＳＭ）を、５０体積％あるいは５５体積％とかなり多く含有させた実験結果であるが、いずれも十分な熱伝導率を得ることが出来なかった。【００７１】
一方、実施例１〜３では、シート成形が可能で且つ、いずれも高い熱伝導率を得ることができた。なお実施例では、第２フェライト粒子としてＪＥＦケミカル社製のＫＮＩ−１０６ＧＳＭを用いた。実施例１〜３は、熱伝導率が高いだけでなく、次に説明するように圧縮率も高く、優れた熱伝導性が得られることがわかった。また、実施例４は第１フェライト粒子を第２フェライト粒子よりも多く含有させたものであり、実施例１〜３よりも熱伝導率が小さくなっているが、熱伝導率に寄与する第１フェライト粒子を多く添加しているため、比較例６、７よりもフィラーの含有量が小さいにもかかわらず、これら比較例よりも熱伝導率が高くなっている。また、実施例４において、データは示されていないが、第１、第２フェライト粒子からなるフィラーの合計量が少ないため、圧縮率をさらに高めることが可能であり、優れた熱伝導性を得られることが期待できる。【００７２】
続いて、アルミナを２．５体積％、マトリクス材を４２．５体積％とし、その他の条件は実施例１と同じとした熱伝導性ノイズ抑制シートを作製した。【００７３】
また富士高分子（株）製の熱伝導性ノイズ抑制シート（ＥＧＲ−１１Ｆ）を比較例８として用いた。【００７４】
ここで図９は、比較例８の熱伝導性ノイズ抑制シートの断面写真（ＳＥＭ写真）である。図９に示すように、フェライト粒子は、球状粒径のフェライト粒子でなく、本実施例の第２フェライト粒子に相当する不定形粒子であることがわかった。【００７５】
上記した熱伝導性ノイズ抑制シートを、温度が１３０℃、湿度が８５％の環境下に２０時間曝し、さらに熱伝導性ノイズシートに対して１５０℃で５０％の圧縮、−６５℃の環境下で５０％の圧縮を各３０分間、２０サイクル繰り返してストレスを与えた。【００７６】
上記したストレスを与えた後、各熱伝導性ノイズ抑制シートをヒータ上に載置し、上下方向から圧縮した状態で、各熱伝導性ノイズ抑制シートのヒータ側とヒータ側に対して反対側との表面温度差を求めた。【００７７】
なお実験ではヒータへの入力を５、１０、１５Ｗに変化させて、上記温度差を求めた。
その実験結果が以下の表２に示されている。【００７８】
【表２】
2010004996.tif 000004
【００７９】
表２に示すように、実施例では比較例に比べて温度差が小さくなり、実施例は、熱伝導率及び圧縮率が高く、熱伝導性に優れることがわかった。
【符号の説明】
【００８０】
１  電子部品
２  ヒートシンク
３  熱伝導性ノイズ抑制シート
４  第１フェライト粒子（球形粒子）
５  第２フェライト粒子（不定形粒子）
６  熱伝導材
７  マトリクス材
【図１】
2010004996.tif 000005
【図２】
2010004996.tif 000006
【図３】
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【図４】
2010004996.tif 000008
【図５】
2010004996.tif 000009
【図６】
2010004996.tif 000010
【図７】
2010004996.tif 000011
【図８】
2010004996.tif 000012
【図９】
2010004996.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月24日(2009.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フェライト粒子と、第２フェライト粒子と、マトリクス材と、を有し、
前記第１フェライト粒子は、平均粒径が５０〜１５０μｍで、全固形成分に対して含有量が５〜２５体積％の球形粒子であり、
前記第２フェライト粒子は、平均粒径が５０μｍ以下で、全固形成分に対して含有量が５〜４５体積％の不定形粒子であり、
熱伝導材をさらに含むことを特徴とする熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項２】
前記第１フェライトの含有量は、１０体積％以上である請求項１記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項３】
前記第１フェライトの含有量は、２０体積％以上である請求項１記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項４】
第１フェライト粒子と、第２フェライト粒子と、マトリクス材と、を有し、
前記第１フェライト粒子は、平均粒径が５０〜１５０μｍで、全固形成分に対して含有量が２０〜２５体積％の球形粒子であり、
前記第２フェライト粒子は、平均粒径が５０μｍ以下で、全固形成分に対して含有量が２０〜３５体積％の不定形粒子であることを特徴とする熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項５】
前記第２フェライトの含有量は、３０体積％以上である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項６】
第１フェライト粒子と、第２フェライト粒子と、マトリクス材と、を有し、
前記第１フェライト粒子は、平均粒径が５０〜１５０μｍで、全固形成分に対して含有量が２０〜２５体積％の球形粒子であり、
前記第２フェライト粒子は、平均粒径が５０μｍ以下で、全固形成分に対して含有量が１０〜２０体積％の不定形粒子であることを特徴とする熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項７】
前記不定形粒子は、前記球形粒子を粉砕して得られたものである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項８】
熱伝導材をさらに含む請求項４ないし７のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項９】
前記熱伝導材は、平均粒径が５〜２５μｍで、全固形成分に対して含有量が２．５〜１０体積％の酸化アルミニウムである請求項８記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【請求項１０】
マトリクス材は、全固形成分に対して含有量が３０〜５７．５体積％のシリコーンゲルである請求項１ないし９のいずれか１項に記載の熱伝導性ノイズ抑制シート。
【国際調査報告】
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