(57)【要約】      （修正有）【解決手段】軟磁性金属粉及び電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた電磁波吸収性熱伝導層の少なくとも一方の面に電気絶縁性の高分子フィルムを積層した電磁波吸収性熱伝導性シートであって、シートの厚さ方向での絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上である電気絶縁性の電磁波吸収性熱伝導性シート。【効果】電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートは、高い電磁波吸収性能と高い熱伝導性能を兼ね備え、かつ電気絶縁性であるため、電子機器内部に装着する場合、プリント配線回路をはじめとする各部分の電気的な短絡に対してあまり配慮する必要がなく、最適な箇所に装着することが可能である。【選択図】  図１
2004200534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性金属粉及び電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた電磁波吸収性熱伝導層の少なくとも一方の面に電気絶縁性の高分子フィルムを積層した電磁波吸収性熱伝導性シートであって、シートの厚さ方向での絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上である電気絶縁性の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項２】
電磁波吸収性熱伝導層の熱伝導率が、２Ｗ／ｍＫ以上である請求項１に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項３】
電気絶縁性の高分子フィルムの厚さが、５０μｍ以下である請求項１又は２に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項４】
電気絶縁性の高分子フィルムの電磁波吸収性熱伝導層を積層した面と反対側の面に、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上である該高分子フィルムよりも軟らかい電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた熱伝導層又は軟磁性金属粉及び電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた電磁波吸収性熱伝導層を積層した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項５】
シート全体の厚さ方向での平均の熱伝導率が、１．５Ｗ／ｍＫ以上である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項６】
電磁波吸収性熱伝導層中に含まれる軟磁性金属粉が、鉄元素を１５重量％以上含む金属である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項７】
電気絶縁性の熱伝導性充填剤が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、フェライト、窒化ケイ素、窒化ホウ素及び窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種類である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項８】
ベースポリマーが、オルガノポリシロキサン、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム及びフッ素ゴムから選ばれる１種又は２種類以上の混合物である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【請求項９】
電磁波吸収性熱伝導性シート表面層のうち、少なくとも一方の装着面に配置された層の硬度が、アスカーＣ硬度計で測定したとき７０以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電磁波吸収性熱伝導性シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波吸収性熱伝導層の少なくとも一方の面に電気絶縁性の高分子フィルムを積層した、柔軟性と強度を兼ね備えた電気絶縁性の電磁波吸収性熱伝導性シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、放送、移動体通信、レーダー、携帯電話、無線ＬＡＮなどの電磁波利用が進むに伴い、生活空間に電磁波が散乱し、電磁波障害、電子機器の誤動作などの問題が頻発している。
【０００３】
また、パーソナルコンピューター、携帯電話等の内部に配置されたＣＰＵ、ＭＰＵ、ＬＳＩ等の電子機器要素の高密度化、高集積化、及びプリント配線基板への電子機器要素の高密度実装化が進み、電磁波が機器内部に放射されることに伴い、その電磁波が機器内部で反射、充満して、機器自身から発生した電磁波による内部電磁干渉の問題も起きている。
【０００４】
従来、これらの電磁干渉障害対策を行う場合にはノイズ対策の専門知識と経験が必要であり、その対策には多くの時間が必要とされる上、対策部品の実装スペースを事前に確保することなど難点があった。こうした問題点を解決するため、電磁波を吸収することにより反射波及び透過波を低減する電磁波吸収体が使用され始めている。
【０００５】
更に、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＬＳＩ等の電子機器要素の高密度化、高集積化に伴い発熱量が大きくなり、冷却を効率よく行わなければ、熱暴走により誤動作してしまうという問題も同時にある。従来、発熱を外部に効率よく放出する手段として、熱伝導性粉体を充填したシリコーングーリスやシリコーンゴムをＣＰＵ、ＭＰＵ、ＬＳＩ等とヒートシンクの間に設置して、接触熱抵抗を小さくする方法があった。しかし、この方式では前記機器内部の電磁干渉の問題を回避することは不可能である。
【０００６】
従って、電子機器内部の、特にＣＰＵ、ＭＰＵ、ＬＳＩ等の電子機器要素の高密度化、高集積化された部位に対しては、電磁波吸収性能、熱伝導性能を有した部材が必要となる。シート部材としては、必要に応じて、（１）磁性粉末がベースポリマー中に分散された電磁波吸収性シート、（２）アルミナをはじめとする熱伝導性粉末がベースポリマー中に分散された熱伝導性シート、（３）両粉末を共充填するなどして電磁波吸収性能と熱伝導性能を兼ね備えたシートの３種類が使い分けられている。
【０００７】
昨今、パーソナルコンピューターをはじめとする電子機器の信号処理速度は非常に高速化してきており、各素子の動作周波数も数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚのものが多くなってきている。従って、電子機器内部で発生する電磁波ノイズの周波数もＧＨｚ帯域のものが多くなってきている。これらの電磁波ノイズを抑制するために、マンガン亜鉛系フェライト、ニッケル亜鉛系フェライトを代表とするスピネル型立方晶フェライトの粉末をベースポリマー中に均一分散させたシートを適応することも考えられるが、このフェライトシートで効果が見られるのは、主にＭＨｚ帯であり、ＧＨｚ帯に対しては効果が薄い。そのため現在では、ＭＨｚ帯からＧＨｚ帯まで効果の大きい金属系の軟磁性粉をベースポリマー中に均一分散させたシートが主流になってきている。
【０００８】
一般に軟磁性金属は、導電性であるため、その粉末をベースポリマー中に均一分散させたシートの絶縁破壊電圧は小さい。従って、電子機器内に、このシートを装着する場合には、電子機器内部の各部分が電気的に短絡してしまわないように注意を要する。特に、電磁波吸収性能と熱伝導性能を兼ね備えたシートでは、素子と放熱部材間で挟み込んで使用する場合が多く、素子と放熱部材の間で電気的に接続することが問題となる場合には、このシートは使用できない。このような場合には、電気的に絶縁である熱伝導性能のみを持つシートを素子と放熱部材間で挟み込んで使用して素子から熱を放散させると共に、その周囲の電気的に問題とならないような箇所に電磁波吸収性のみを持つシートを配置して電磁波ノイズの抑制を行うという、煩雑な方法がとられている。
【０００９】
電子機器内部での電磁波ノイズ発生箇所は、高速駆動のＣＰＵ、ＭＰＵ、ＬＳＩなどの素子が多いが、素子とプリント配線基板のパターンを接続する、いわゆる素子の足や、プリント配線パターンがアンテナとなり電磁波ノイズが発生する場合もある。このような場合には、直接その箇所を電磁波吸収性シートで覆うことが好ましいが、軟磁性金属粉をベースポリマー中に均一分散させたシートでは、シートに絶縁性がないため、回路短絡の問題により使用することはできなかった。
【００１０】
基本的に、軟磁性金属粉を絶縁性のベースポリマー中に均一分散させたシートにおいては、導電性の軟磁性金属粉同士は、ベースポリマーにより相互に絶縁されることになるが、電磁波吸収性能を高めるためには、軟磁性金属粉を高充填することが必要となり、金属粉同士の距離が近くなったり、接触したりするため、そのシートの絶縁破壊電圧は小さくなる。
【００１１】
特開平１１−４５８０４号公報（特許文献１）においては、シラン系カップリング剤で金属軟磁性粉表面に絶縁性皮膜を設けた電波吸収体が、特開２００１−３０８５８４号公報（特許文献２）には、長鎖アルキルシランにて金属軟磁性粉表面に絶縁性皮膜を設けた電波吸収体が示されているが、これらの有機基を有する分子の皮膜では、十分な絶縁破壊電圧をもった電磁波吸収性シートを得ることは難しい。
【００１２】
特開平９−１１５３３２号公報（特許文献３）においては、磁性粉体と高分子樹脂とを混合して成形した電磁波吸収体の電波入射面に１〜５ＧＨｚの周波数領域における複素誘電率実数部が８以下である着色樹脂フィルムを積層した内装用電波吸収体が、特開平１１−１９５８９３号公報（特許文献４）においては、軟磁性粉末と有機結合剤からなる複合磁性体層の少なくとも一方の面に絶縁層を設けた電磁波干渉抑制体が、特開２０００−２３２２９７号公報（特許文献５）においては、可撓性高分子材料に金属磁性粉体を分散した電磁波吸収層の外表面を誘電率が１０以下の可撓性高分子材料で被覆した電磁波吸収体が示されており、これらの構成で、電気絶縁性のシートの作製は可能であるが、熱伝導性能に関しては不十分である。
【００１３】
特開２００１−１６８２４６号公報（特許文献６）においては、基材及び該基材の少なくとも片面に施された熱伝導性樹脂層を含む熱伝導性シートが示されており、更に前記基材がプラスチックフィルム、金属箔又は片面粘着フィルムからなることが提案されているが、この構成では、電磁波吸収性能が欠けている。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−４５８０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０８５８４号公報
【特許文献３】
特開平９−１１５３３２号公報
【特許文献４】
特開平１１−１９５８９３号公報
【特許文献５】
特開２０００−２３２２９７号公報
【特許文献６】
特開２００１−１６８２４６号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなされたものであって、高い電磁波吸収性能と高い熱伝導性能を兼ね備え、柔軟で強度があって、取り扱い易い電気絶縁性である電磁波吸収性熱伝導性シートを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、軟磁性金属粉及び電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた電磁波吸収性熱伝導層の少なくとも一方の面に電気絶縁性の高分子フィルムを積層し、シートの厚さ方向での絶縁破壊電圧を１ｋＶ以上とすることで、高い電磁波吸収性能と高い熱伝導性能を兼ね備え、柔軟で強度があって取り扱い易く、各種電子機器等に適応可能な電気絶縁性の電磁波吸収性熱伝導性シートが得られることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１７】
従って、本発明は、軟磁性金属粉及び電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた電磁波吸収性熱伝導層の少なくとも一方の面に電気絶縁性の高分子フィルムを積層した電磁波吸収性熱伝導性シートであって、シートの厚さ方向での絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上である電気絶縁性の電磁波吸収性熱伝導性シートを提供する。
【００１８】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートは、軟磁性金属粉及び電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた電磁波吸収性熱伝導層の少なくとも一方の面に電気絶縁性の高分子フィルムを積層して得られる。
【００１９】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートのシート厚さ方向での絶縁破壊電圧は、１ｋＶ以上、好ましくは１．５ｋＶ以上、更に好ましくは２ｋＶ以上である。本発明のシート中の電磁波吸収性熱伝導層は、軟磁性金属粉をベースポリマー中に分散させた構造であるため、その絶縁破壊電圧は小さい。そのため電気絶縁性の高分子フィルムを積層することにより、シート厚さ方向での絶縁破壊電圧を確保することができる。絶縁破壊電圧が１ｋＶ未満では、電子機器内で回路短絡の危険性が増加し、適応範囲が狭まる。
【００２０】
また、本発明における電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シート中の電磁波吸収性熱伝導層の熱伝導率は、２Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましく、更には３Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートにおいては、比較的熱伝導率が小さい高分子フィルムを積層するため、シート全体の厚さ方向での熱伝導率は、電磁波吸収性熱伝導層の熱伝導率より小さいものとなる。従って、電磁波吸収性熱伝導層の熱伝導率は、高めに設計しておく必要がある。電磁波吸収性熱伝導層の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ未満では、熱伝導性能が十分ではなく、用途も限定されてしまう場合がある。
【００２１】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートにおいては、電気絶縁性の高分子フィルムの電磁波吸収性熱伝導層を積層した面と反対側の面に、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上である該高分子フィルムよりも軟らかい電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた熱伝導層又は軟磁性金属粉及び電気絶縁性の熱伝導性充填剤をベースポリマー中に分散させた電磁波吸収性熱伝導層を積層してもよい。このことにより、本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートと発熱源及び／又は放熱装置との接触熱抵抗を小さくすることが可能となり、更に良好な放熱特性が得られる。
【００２２】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シート中の電気絶縁性の高分子フィルムの厚さは、５０μｍ以下であることが好ましく、更には３０μｍ以下であることが好ましい。一般に高分子フィルムの熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍＫ前後と小さいため、シート全体の厚さ方向での平均の熱伝導率は、電磁波吸収性熱伝導層の熱伝導率より小さいものとなる。高分子フィルムの積層により、シート全体の厚さ方向での熱伝導率は、高分子フィルムの厚さが厚くなるに従って指数関数的に減少する。従って、高分子フィルムの厚さは薄いほうが好ましい。高分子フィルムの厚さが５０μｍを超えると、シート全体の厚さ方向での平均の熱伝導率が十分ではなくなり、用途も限定されてしまうおそれがある。なお、上記高分子フィルムの厚さは、薄すぎると絶縁破壊電圧が十分でないこと、取り扱い性が悪くなることから、１μｍ以上であることが好ましい。
【００２３】
本発明において、電磁波吸収性熱伝導層と積層する高分子フィルムの材質としては、フィルムを形成できる高分子材料であれば特に制限はなく、公知の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を使用することができる。ただし、本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートの使用温度によって、高分子フィルムの材質を考慮する必要がある。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などが例示される。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ブタジエンゴム、ニトリルゴムなどを使用することができる。これらの高分子材料は、１種単独でも、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２４】
本発明の電磁波吸収性熱伝導層中に含まれる軟磁性金属粉末としては、供給安定性、価格などの面から鉄元素を含むものが好ましい。例えば、カルボニル鉄、電解鉄、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。この場合、価格などの面から鉄元素を１５重量％以上含むものが好ましい。
【００２５】
これらの軟磁性金属粉末は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。粉末の形状は、扁平状、粒子状のどちらかを単独で用いてもよいし、両者を併用してもよい。
【００２６】
軟磁性金属粉末の平均粒子径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、特には１μｍ以上５０μｍ以下のものを用いるのが好ましい。平均粒子径が０．１μｍ未満の場合には、粒子の比表面積が大きくなりすぎて高充填化が困難となるおそれがある。また、平均粒子径が１００μｍを超える場合には、シート表面に微小な凹凸が現れ、接触熱抵抗が大きくなってしまうおそれがある。
【００２７】
電磁波吸収性熱伝導層における軟磁性金属粉末の含有量は、電磁波吸収性熱伝導層全量の１０〜８０ｖｏｌ％（容量％、以下同様）、特には１５〜７０ｖｏｌ％であることが好ましい。１０ｖｏｌ％未満では十分な電磁波吸収性能が得られない場合があり、８０ｖｏｌ％を超えた場合には電磁波吸収性熱伝導層が脆くなってしまうおそれがある。
【００２８】
本発明の電磁波吸収性熱伝導層及び熱伝導層中に含まれる電気絶縁性の熱伝導性充填剤としては、電気絶縁性物質である酸化アルミニウム、酸化ケイ素、フェライト、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウムの粉末等が好ましい。
【００２９】
フェライトを熱伝導性充填剤とする場合、電気絶縁性の高いＮｉ−Ｚｎ系やＭｎ−Ｚｎ系などのスピネル型立方晶フェライト粉末を用いることが好ましい。これらの軟磁性フェライトは、電磁波吸収性能をも併せ持つため、本発明の軟磁性金属粉による電磁波吸収性能を補うことが可能となるため、好適である。
【００３０】
熱伝導性粉末は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
熱伝導性粉末の平均粒子径は、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、特には１μｍ以上５０μｍ以下のものを用いるのが好ましい。平均粒子径が０．１μｍ未満の場合には、粒子の比表面積が大きくなりすぎて高充填化が困難となるおそれがあるし、充填率が同じ場合、シートの熱伝導率が小さくなる。また、平均粒子径が１００μｍを超える場合には、シート表面に微小な凹凸が現れ、接触熱抵抗が大きくなってしまうおそれがある。
【００３２】
電磁波吸収性熱伝導層における熱伝導性粉末の含有量は、所定の電磁波吸収性能を得るために、軟磁性金属粉の充填率との兼ね合いを考えて、電磁波吸収性熱伝導層全体の１０〜７０ｖｏｌ％、特には２０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。１０ｖｏｌ％未満では十分な熱伝導性能が得られない場合があり、７０ｖｏｌ％を超えた場合には、相対的に軟磁性金属粉の含有率が低下して、十分な電磁波吸収性能が得られない可能性がある。
【００３３】
また、熱伝導層における熱伝導性粉末の含有量は、熱伝導層全量の３０〜８５ｖｏｌ％、特には４０〜８０ｖｏｌ％であることが好ましい。３０ｖｏｌ％未満では十分な熱伝導性能が得られない場合があり、８５ｖｏｌ％を超えた場合には熱伝導層が脆くなってしまうおそれがある。
【００３４】
本発明の電磁波吸収性熱伝導層及び熱伝導層のベースポリマーとしては、オルガノポリシロキサン、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられるが、目的とする用途に応じて選択することができる。これらベースポリマーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３５】
また、本発明においては、電磁波吸収性熱伝導層、熱伝導層ともに、必要に応じてシランカップリング剤などの粉末表面処理剤、難燃剤、架橋剤、制御剤、架橋促進剤などを適宜、適量配合してもよい。
【００３６】
本発明において、電磁波吸収性熱伝導層及び熱伝導層を構成する組成物は、それぞれ軟磁性金属粉末及び／又は熱伝導性粉末と、ベースポリマーと、必要に応じてその他の成分とを混合することにより製造することができる。ここで、軟磁性金属粉末及び／又は熱伝導性粉末とベースポリマーとの混合は、ホモミキサー、ニーダー、２本ロール、プラネタリーミキサー等の混合機により均一になるまで行なうが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３７】
電磁波吸収性熱伝導層あるいは熱伝導層と高分子フィルムの積層方法としては、上記組成物を高分子フィルム上に直接プレス成型、コーティング成型、カレンダー成型等で積層する方法や、上記組成物を用いて電磁波吸収性熱伝導層又は熱伝導層をコーティング成型やプレス成型等で予め成型した後、粘着層を介して高分子フィルムをプレス接着する方法などが考えられるが、これらに限定されるものではない。また、高分子フィルムと各層間の接着を強固にするため、積層前の高分子フィルムの接合面をプライマー処理してもよい。
【００３８】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートの積層構造としては、例えば、図１（ａ）に示すような一層の電磁波吸収性熱伝導層１と一層の高分子フィルム層２とを積層してなる二層積層構造、図１（ｂ）に示すような一層の高分子フィルム層２の片面に電磁波吸収性熱伝導層１を、別の面に熱伝導層３を積層してなる三層構造、図１（ｃ）に示すような一層の高分子フィルム層２の両面に電磁波吸収性熱伝導層１，１を積層してなる三層構造、図１（ｄ）に示すような一層の電磁波吸収性熱伝導層１の両面に各一層の高分子フィルム層２，２を積層してなる三層構造、図１（ｅ）に示すような一層の電磁波吸収性熱伝導層１の両面に各一層の高分子フィルム層２を積層し、更に高分子フィルム層の上に熱伝導層３をそれぞれ積層してなる五層構造などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３９】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シート全体の厚さは、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートのシート全体の厚さ方向での平均の熱伝導率は、１．５Ｗ／ｍＫ以上、特に２Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ未満では、用途が限定されてしまうおそれがある。
【００４１】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートの表面層のうち、少なくとも一方の装着面、即ち発熱物及び／又は放熱部材の表面に配置された層の硬度が、アスカーＣ硬度計で測定したとき７０以下、特に６０以下であることが好ましい。シート表面を軟らかくすることで、シート表面が発熱物及び／又は放熱部材の表面の微細な凹凸に追従、変形して、ミクロに見ると両者の接触面積が大きくなる。結果として、シートと発熱物及び／又は放熱部材との接触熱抵抗を小さくすることができる。アスカーＣ硬度が７０より大きいと、シートと発熱物及び／又は放熱部材との接触熱抵抗が大きくなり、放熱特性が十分でない可能性がある。
【００４２】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートは、高い電磁波吸収性能と高い熱伝導性能を兼ね備え、かつ電気絶縁性であるため、電子機器内部に装着する場合、プリント配線回路をはじめとする各部分の電気的な短絡に対してあまり配慮する必要がなく、最適な箇所に装着することが可能である。このことにより、従来にも増して電子機器内部の電磁波ノイズを抑制できると共に、外部への電磁波漏洩量も抑制でき、更に電子機器要素から発生した熱の機器外部への放熱も可能となる。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００４４】
［実施例１］
室温での粘度が３０Ｐａ・ｓであり、ジメチルビニルシロキシ基で両末端を封止したビニル基含有ジメチルポリシロキサンをベースオイルとし、下記式
【化１】
2004200534.tif 000003
で示されるケイ素原子結合アルコキシ基を含有するオルガノポリシロキサンを各種充填粉末の表面処理剤として、該充填粉末の合計量１００重量部に対して１重量部添加し、更に平均粒径１０μｍの球状のＦｅ−１２％Ｃｒ−３％Ｓｉ軟磁性金属粉末と熱伝導性粉末である平均粒径１μｍの粒状アルミナ粉末（昭和電工株式会社製商品名：ＡＬ−４７−１）を加えて、プラネタリーミキサーで室温にて攪拌混合後、更に攪拌しながら１２０℃、１時間の熱処理を行って、本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シート中の電磁波吸収性熱伝導層のベース組成物を作製した。
【００４５】
次に、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上含有したオルガノハイドロジェンポリシロキサン、白金族金属系触媒、アセチレンアルコール系反応制御剤を添加混合した。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの添加量は、その水素原子のモル数と上記ベース組成物中のジメチルビニルシロキシ基のモル数の比が０．７となるようにした。最終的な配合組成は、シリコーン成分１００重量部に対して、軟磁性金属粉末１０００重量部、熱伝導性粉末であるアルミナ粉末４００重量部となるよう調整した。
【００４６】
この電磁波吸収性熱伝導層となる組成物を、予めプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した１２．５μｍ厚のポリイミドフィルム上に、プレス成型にて１２０℃、１０分間加熱硬化させ、図１（ａ）に示す二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００４７】
［実施例２］
電磁波吸収性熱伝導層の軟磁性金属粉を平均粒径３０μｍの扁平形状のＦｅ−５．５％Ｓｉとし、電磁波吸収性熱伝導層の最終的な配合組成が、シリコーン成分１００重量部に対して、軟磁性金属粉末９００重量部、熱伝導性粉末であるアルミナ粉末５００重量部となるよう調整した以外は実施例１と同じとして、図１（ａ）に示す二層構造の合計シート厚さ０．３ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００４８】
［実施例３］
電磁波吸収性熱伝導層のベースポリマーとして、日信化学工業株式会社製のアクリルゴムＲＶ−２５２０を使用し、このアクリルゴム１００重量部に対して、平均粒径３０μｍの扁平形状のＦｅ−５．５％Ｓｉ軟磁性金属粉末１２００重量部、平均粒径１μｍのアルミナ粉末（昭和電工株式会社製商品名：ＡＬ−４７−１）３００重量部をニーダーにて均一混合し、電磁波吸収性熱伝導層のベース組成物とした。このベース組成物１００重量部に対して、有機過酸化物であるジ（ｏ−メチルベンゾイル）パーオキサイド０．８重量部を２本ロールにて混合した後、１５０℃、１０分間の条件で、予めプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した１２．５μｍ厚のポリイミドフィルム上に、１５０℃、１０分間の条件でプレス成型し、図１（ａ）に示す二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００４９】
［実施例４］
電磁波吸収性熱伝導層の最終的な配合組成が、シリコーン成分１００重量部に対して、軟磁性金属粉末９００重量部、熱伝導性粉末であるアルミナ粉末２００重量部となるよう調整し、高分子フィルムとして１２．５μｍのＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムを用いた以外は実施例２と同じとして、図１（ａ）に示す二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００５０】
［実施例５］
熱伝導性粉末を平均粒径０．９μｍの窒化アルミ粉末（三井化学株式会社製商品名：ＭＡＮ−２）とした以外は実施例４と同じとして、図１（ａ）に示す二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００５１】
［実施例６］
電磁波吸収性熱伝導層のアルミナを平均粒径５μｍの粒状のＮｉ−Ｚｎフェライト粉末（戸田工業株式会社製商品名：ＢＳＮ−７１４）に代え、その添加部数を３００重量部にした以外は実施例４と同じとして、図１（ａ）に示す二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００５２】
［実施例７］
ベースポリマーとして、有機過酸化物硬化型タイプのシリコーンゴム組成物を使用して、熱伝導層を厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルム上にコーティング成型した。
【００５３】
平均重合度７，０００のジメチルビニル生ゴム８８重量部、ケイ素原子結合アルコキシ基を含有するオルガノポリシロキサンを熱伝導性充填粉末の表面処理剤として１２重量部、更に熱伝導性充填剤として平均粒径１８μｍのアルミナ粉末（昭和電工株式会社製商品名：ＡＳ−３０）８００重量部と平均粒径４μｍのアルミナ粉末（昭和電工株式会社製商品名：ＡＬ−２４）４００重量部をニーダーにて均一なるまで混合し、熱伝導層のベース組成物を作製した。
【００５４】
このベース組成物１００重量部に対して、有機過酸化物であるジ（ｏ−メチルベンゾイル）パーオキサイド０．８重量部とトルエン４０重量部をホモミキサーにて攪拌混合した後、予めプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルム上にコーティングした。更に、トルエンを除去するため４０℃・５分間、８０℃・５分間と段階的に加熱工程を設けた後、１５０℃・５分間の条件で、コーティングシートを架橋・硬化させ、１２．５μｍ厚のポリイミドフィルムの片面に厚さ０．１ｍｍの熱伝導層を積層した。
【００５５】
次に、この積層品の熱伝導層積層面と反対側のポリイミドフィルム面にプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した後、実施例１に示した電磁波吸収性熱伝導層となる組成物をプレス成型にて、１２０℃、１０分間加熱硬化させ、図１（ｂ）に示す三層構造の合計シート厚さ２ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００５６】
［実施例８］
厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを用いた以外は、実施例７と同じとして、図１（ｂ）に示す三層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００５７】
［実施例９］
電磁波吸収性熱伝導層の厚さを０．７ｍｍとした以外は、実施例１と同じとして、１２．５μｍ厚のポリイミドフィルムに０．７ｍｍ厚の電磁波吸収性熱伝導層を積層したものを得た。
【００５８】
次に、ベースポリマーとして、実施例１で電磁波吸収性熱伝導層に用いたシリコーン組成物１００重量部に対して、熱伝導性充填剤として平均粒径１８μｍのアルミナ粉末（昭和電工株式会社製商品名：ＡＳ−３０）６００重量部と平均粒径４μｍのアルミナ粉末（昭和電工株式会社製商品名：ＡＬ−２４）３００重量部を充填し、熱伝導層組成物とした。
【００５９】
上記積層品の電磁波吸収性熱伝導層面と反対側のポリイミドフィルム面にプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した後、この熱伝導層組成物をポリイミドフィルム面上に０．３ｍｍの厚さで無溶剤コーティングした後、１２０℃・１０分間の条件で架橋・硬化させ、図１（ｂ）に示す三層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００６０】
［実施例１０］
ベースポリマーとして、有機過酸化物硬化型タイプのシリコーンゴム組成物を使用して、電磁波吸収性熱伝導層を厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルム上にコーティング成型した。
【００６１】
平均重合度７，０００のジメチルビニル生ゴム８８重量部、ケイ素原子結合アルコキシ基を含有するオルガノポリシロキサンを熱伝導性充填粉末の表面処理剤として１２重量部、更に軟磁性金属粉として平均粒径３０μｍの扁平形状のＦｅ−５．５％Ｓｉ９００重量部と熱伝導性粉末である平均粒径１μｍの粒状アルミナ粉末（昭和電工株式会社製商品名：ＡＬ−４７−１）５００重量部とをニーダーにて均一なるまで混合し、熱伝導層のベース組成物を作製した。
【００６２】
このベース組成物１００重量部に対して、有機過酸化物であるジ（ｏ−メチルベンゾイル）パーオキサイド０．８重量部とトルエン４０重量部をホモミキサーにて攪拌混合した後、予めプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルム上にコーティングした。更に、トルエンを除去するため４０℃・５分間、８０℃・５分間と段階的に加熱工程を設けた後、１５０℃・５分間の条件で、コーティングシートを架橋・硬化させ、１２．５μｍ厚のポリイミドフィルムの片面に厚さ０．１ｍｍの電磁波吸収性熱伝導層を積層した。
【００６３】
次に、この積層品の熱伝導層積層面と反対側のポリイミドフィルム面にプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した後、実施例１に示した電磁波吸収性熱伝導層となる組成物をプレス成型にて、１２０℃、１０分間加熱硬化させ、図１（ｃ）に示す三層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００６４】
［実施例１１］
実施例１に示した電磁波吸収性熱伝導層となる組成物を、予めプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した１２．５μｍ厚のポリイミドフィルムで上下から挟み、プレス成型にて１２０℃、１０分間加熱硬化させ、図１（ｄ）に示す三層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００６５】
［実施例１２］
実施例７に示した１２．５μｍ厚のポリイミドフィルムの片面に、厚さ０．１ｍｍの熱伝導層を積層したものを準備し、この積層品の熱伝導層積層面と反対側のポリイミドフィルム面にプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した。
【００６６】
次に、実施例２に示した電磁波吸収性熱伝導層となる組成物を、上記積層品の予めプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理したポリイミドフィルム面側で上下から挟み、プレス成型にて１２０℃、１０分間加熱硬化させ、図１（ｅ）に示す五層構造の合計シート厚さ１ｍｍの本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートを得た。
【００６７】
［比較例１］
実施例１の電磁波吸収性熱伝導層の組成を実施例９の熱伝導層の組成に代えた以外は実施例１と同じとして、熱伝導層とポリイミドフィルムとからなる二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの熱伝導性シートを得た。
【００６８】
［比較例２］
実施例１の電磁波吸収性熱伝導層となる組成物の配合組成を、シリコーン成分１００重量部に対して、軟磁性金属粉末９００重量部とし、熱伝導性粉末を充填しないこと以外は実施例１と同じとして、電磁波吸層とポリイミドフィルムとからなる二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの電磁波吸収性シートを得た。
【００６９】
［比較例３］
電磁波吸収層のベースポリマーとして、日信化学工業株式会社製のアクリルゴムＲＶ−２５２０を使用し、このアクリルゴム１００重量部に対して、平均粒径３０μｍの扁平形状のセンダスト組成Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金軟磁性金属粉末９００重量部をニーダーにて均一混合し、電磁波吸収層のベース組成物とした。このベース組成物１００重量部に対して、有機過酸化物であるジ（ｏ−メチルベンゾイル）パーオキサイド０．８重量部を２本ロールにて混合した後、予めプライマーＣ（信越化学工業株式会社製商品名）にてプライマー処理した１２．５μｍ厚のポリイミドフィルム上に、１５０℃、１０分間の条件でプレス成型し、電磁波吸層とポリイミドフィルムとからなる二層構造の合計シート厚さ１ｍｍの電磁波吸収性シートを得た。
【００７０】
実施例１〜１２、比較例１〜３にて得られたシートのシート厚さ方向での絶縁破壊電圧、シート厚さ方向での平均の熱伝導率、各層の熱伝導率、シート表面層のアスカーＣ硬度、及び電磁波吸収特性として放射電磁波減衰量を下記に示す方法にて評価し、結果を表１〜３に示した。
【００７１】
《絶縁破壊電圧》
絶縁破壊電圧の測定はＪＩＳ  Ｃ  ２１１０に基づき測定を行った。
【００７２】
《熱伝導率》
熱伝導率はＡＳＴＭ  Ｅ  １５３０に基づき測定を行った。
【００７３】
《アスカーＣ硬度》
シート表面層単独の６ｍｍ厚シートを作製し、このシートをシート間に気泡が入らないように２枚重ね合わせて、合計１２ｍｍ厚の被測定サンプルとした。高分子計器株式会社製アスカーＣ硬度計を用いて、荷重１ｋｇでの１０秒後の読みを測定値とした。
【００７４】
《放射電磁波減衰量》
放射電磁波減衰量を評価する方法を図２に示す。まず、電波暗室４内において、被測定シートを、周波数２ＧＨｚの電磁波を発生するダイポールアンテナ６に巻きつけ、そのダイポールアンテナ６より３ｍ離れた位置に受信アンテナ８を設置した。すなわち、これはＦＣＣ準拠の３ｍ法に合致するものである。次いで、発生した電磁波を受信アンテナ８と接続したシールドルーム５内のＥＭＩレシーバー（スペクトラムアナライザ）９により測定した。なお、図２中７はシグナルジェネレーターである。この測定結果と測定シートを設置しない場合の電磁波発生量との差を放射電磁波減衰量とした。
【００７５】
【表１】
2004200534.tif 000004
（注１）層構造及び表面層のアスカーＣ硬度の７０以下の層名の欄の記号説明
ＥＭＩＴＣ：電磁波吸収性熱伝導層  Ｆ：フィルム  ＴＣ：熱伝導層
【００７６】
【表２】
2004200534.tif 000005
（注１）層構造及び表面層のアスカーＣ硬度の７０以下の層名の欄の記号説明
ＥＭＩＴＣ：電磁波吸収性熱伝導層  Ｆ：フィルム  ＴＣ：熱伝導層
【００７７】
【表３】
2004200534.tif 000006
（注１）層構造及び表面層のアスカーＣ硬度の７０以下の層名の欄の記号説明
ＥＭＩＴＣ：電磁波吸収性熱伝導層  Ｆ：フィルム  ＴＣ：熱伝導層
【００７８】
表１から、本発明による実施例１〜１２は、絶縁破壊電圧が１ｋＶ以上と高く、熱伝導率も１．５Ｗ／ｍＫ以上と高く、電磁波吸収性能も本評価方法において２ｄＢ以上の値が得られており、十分に電磁波吸収性能があると認められる。
【００７９】
実施例１と比較例１を比較することにより、電磁波吸収性能のない熱伝導性充填剤のみを充填した場合、シートと高分子フィルムとの積層品では、１ｋＶ以上の絶縁破壊電圧は得られるが、電磁波吸収性能がないことがわかる。
【００８０】
実施例１と比較例２及び３を比較することにより、フィルムと積層する電磁波吸収性熱伝導層に熱伝導性充填剤を含まず、軟磁性金属粉のみの充填では、電磁波吸収性熱伝導層の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以下と低く、積層シート全体の厚さ方向での平均の熱伝導率も１．５Ｗ／ｍＫ以下と低くなってしまうことがわかる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明の電気絶縁性電磁波吸収性熱伝導性シートは、高い電磁波吸収性能と高い熱伝導性能を兼ね備え、かつ電気絶縁性であるため、電子機器内部に装着する場合、プリント配線回路をはじめとする各部分の電気的な短絡に対してあまり配慮する必要がなく、最適な箇所に装着することが可能である。このことにより、従来にも増して電子機器内部の電磁波ノイズを抑制できると共に、外部への電磁波漏洩も抑制できる。更に、電子機器要素から発生した熱の機器外部への放熱も可能となる。
【００８２】
従って、従来電磁波吸収性シートと熱伝導性シートの２種類のシートが必要だった箇所に対して、１種類のシートで簡単に対応が可能となる。小さなスペースで電磁波ノイズ対策と発熱対策が同時に可能となり、電子機器の小型化をも可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における電磁波吸収性熱伝導性シートの構造を示す概略断面図であって、（ａ）は電磁波吸収性熱伝導層と高分子フィルム層とを積層してなる二層構造の電磁波吸収性熱伝導性シート、（ｂ）は電磁波吸収性熱伝導層と高分子フィルム層と熱伝導層とを積層してなる三層構造の電磁波吸収性熱伝導性シート、（ｃ），（ｄ）は電磁波吸収性熱伝導層と高分子フィルム層とを積層してなる三層構造の電磁波吸収性熱伝導性シート、（ｅ）は電磁波吸収性熱伝導層と高分子フィルム層と熱伝導層とを積層してなる五層構造の電磁波吸収性熱伝導性シートである。
【図２】放射電磁波減衰量測定方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  電磁波吸収性熱伝導層
２  高分子フィルム層
３  熱伝導層
４  電波暗室
５  シールドルーム
６  ダイポールアンテナ
７  シグナルジェネレーター
８  受信アンテナ
９  ＥＭＩレシーバー
【図１】
2004200534.tif 000007
【図２】
2004200534.tif 000008