(57)【要約】【課題】放熱性能の向上と引き換えに柔軟性を低下させたり、絶縁性を損ねたりすることがないシート及びその製造方法を提供する。【解決手段】シート１は、放熱性フィラーを含有した樹脂材料を製膜して得たフィルムシート８を積層して成形されている。積層前のフィルムシート８には、その一面に点在してドット状パターンが印刷されており、印刷には放熱性フィラーを含有させたペーストインキを用いている。複数のフィルムシート８を積層して真空プレスすることにより、完成状態ではシート１（基材８０）の内部にウエハ部１０が多段に積層された状態となるが、ウエハ部１０の層間には樹脂材料の薄膜部８ａが介在するため、柔軟性や絶縁性を損なうことなく、厚み方向への放熱性を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みを有した樹脂を海成分とし、前記樹脂内で厚み方向と直交する方向に点在した放熱性フィラーを含有する複数のウエハ部を島成分とした海島構造をなし、島の各位置にて前記ウエハ部が前記樹脂の厚み方向でみて同一線上に複数並んで配置され、かつ、個々の前記ウエハ部が前記樹脂内で互いに離隔して配置されているシート。
【請求項２】
厚みを有し、かつ、放熱性フィラーを含有する樹脂を海成分とし、前記樹脂内で厚み方向と直交する方向に点在した放熱性フィラーを含有する複数のウエハ部を島成分とした海島構造をなし、島の各位置にて前記ウエハ部が前記樹脂の厚み方向でみて同一線上に複数並んで配置され、かつ、個々の前記ウエハ部が前記樹脂内で互いに離隔して配置されているシート。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシートにおいて、
前記ウエハ部は、
前記樹脂の厚み方向と直交する方向でみて、互いに一定間隔を置いて規則的に配列されていることを特徴とするシート。
【請求項４】
樹脂材料を製膜してフィルムシートを成形する製膜工程と、
放熱性フィラーを含有させた熱伝導性のインキを用いて、前記フィルムシートの一面に分布したドット状のパターンを印刷する印刷工程と、
前記印刷工程で得た複数のパターン付きフィルムシートを、それぞれのパターンが厚み方向に重なり合う状態に積層し、その最上層に前記製膜工程で得た前記フィルムシートを積層してシートを成形する成形工程と
を有するシートの製造方法。
【請求項５】
放熱性フィラーを含有させた樹脂材料を製膜してフィルムシートを成形する製膜工程と、
放熱性フィラーを含有させた熱伝導性のインキを用いて、前記フィルムシートの一面に分布したドット状のパターンを印刷する印刷工程と、
前記印刷工程で得た複数のパターン付きフィルムシートを、それぞれのパターンが厚み方向に重なり合う状態に積層し、その最上層に前記製膜工程で得た前記フィルムシートを積層してシートを成形する成形工程と
を有するシートの製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のシートの製造方法において、
前記印刷工程では、
前記フィルムシートの一面に、互いに一定間隔を置いて規則的に配列されたドット状のパターンを印刷することを特徴とするシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体からの放熱を促進するシート、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコーン樹脂やエラストマー等の軟質性樹脂に、金属や金属酸化物、炭素繊維等のフィラーを充填して放熱性を高めた放熱シートが知られている（例えば、特許文献１，２等参照。）。樹脂そのものの熱伝導率は低いが、これに熱伝導率の高いフィラーを混合することで、軟質性樹脂の放熱性を高めることができる。放熱シートの柔軟性は、電子デバイス等のパッケージ表面やヒートシンクへの密着性を確保するのに必要であり、放熱シートは両者の間を良好に仲立ちして発熱体の放熱作用を促進することができる。
【０００３】
また放熱シートは、あらゆる方向に満遍なく熱を伝えられるよりも、一定の異方性を有していた方が効率的である。例えば、上記のように電子デバイスとヒートシンクとの間を仲立ちするような場合、両者との接触面に沿う方向よりも、両者間をつなぐ厚み方向への放熱性能の方が重要視される。
【０００４】
放熱性能の異方性は、樹脂に充填されたフィラーを所望に配向することで得ることができる。フィラーの配向には、例えば一度フィラーを水平方向に配向したシートを複数枚に積層して硬化させた後、これを積層方向にスライスして垂直配向膜を得る方法（特許文献１，２）や、棒状の磁性体フィラーを磁場や電場に通して垂直配向を得る方法（特許文献３，４）等の先行技術が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６２０２号公報
【特許文献２】特許第３５３１７８５号公報
【特許文献３】特開２００９−２６６９１３号公報
【特許文献４】特開２００８−２１８７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に放熱シートの熱伝導率は、樹脂に対してフィラーを多く添加するほど向上するが、添加量に比例して硬度が高くなり、発熱体やヒートシンクとの密着性を得るのに必要な柔軟性が損なわれる。柔軟性が損なわれると、発熱体やヒートシンクとの間に空気が入り込みやすくなり、そこに断熱空間ができて放熱性能を悪化させることになる。このため放熱シートの熱拡散率の向上を追求するあまり、過度にフィラーを添加することは本末転倒である。
【０００７】
また一般に、熱伝導率の高いフィラーは金属や炭素といった導電材料であり、これらを多量に配合すると、いくら樹脂といえども絶縁性は損なわれていく。放熱シートの利用対象の多くが電気的にデリケートな電子部品である点に鑑みると、たとえわずかでも絶縁性に不安があるという状況は好ましくない。
【０００８】
さらに放熱性能（熱伝導）の異方性に関して言うと、先行技術のようにフィラーの配向によって厚み方向への熱伝導率を高めるためには、フィラー自身が熱伝導率に異方性を有する必要があり、そのようなフィラーの種類はある程度限られてしまう（例えばグラファイト、炭素繊維、窒化ホウ素等）。また、樹脂にフィラーを添加するだけでなく、これらを配向するために特殊な加工を施す必要があるため、それだけ製造コストが上昇するという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、放熱性能の向上と引き換えに柔軟性を低下させたり、絶縁性を損ねたりすることなく、熱伝導についても所望の異方性が得られるシート及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
第１に本発明は、シートを提供する。シートは、厚みを有した樹脂を海成分とし、放熱性フィラーを含有する複数のウエハ部を島成分とした海島構造をなしている。島成分となるウエハ部は、樹脂内で厚み方向と直交する方向に点在しており、島の各位置ではウエハ部が樹脂の厚み方向でみて同一線上に複数並んで配置されている。そして個々のウエハ部は、樹脂内で互いに離隔して配置されている。
【００１１】
本発明のシートによれば、島の各位置で同一線上に並んだ複数のウエハ部により、樹脂の内部には厚み方向への熱の通り道が複数本にわたって形成された状態となる。すなわち島の各位置では、複数のウエハ部が多段に積層された状態にあり、ウエハ部には樹脂よりも熱伝導率が高い放熱材料が用いられている。これにより、樹脂の内部には島の各位置で厚み方向に熱伝導率の高い部分が密集した状態となるため、島の各位置で厚み方向への熱伝導性が向上し、これらが集合してシート全体に良好な放熱性能の異方性をもたらすことができる。
【００１２】
また島の各位置では、樹脂の厚み方向でみてウエハ部同士の間に樹脂の薄膜状部分が介在した構造であり、個々のウエハ部は厚み方向に独立している。また、全てのウエハ部は樹脂の内部にあるため、その厚み方向で対向する両面のいずれにもウエハ部は露出していない。そしてウエハ部と樹脂との関係は、厚み方向と直交する方向に関して海島構造であるため、樹脂の厚み方向に直交する方向でも個々のウエハ部は独立した状態にある。このため樹脂の内部では、ウエハ部が３軸方向の全てに接することなく絶縁されているため、たとえ放熱性フィラーが一定の導電性を有していたとしても、シート全体としての絶縁性が損なわれることはない。
【００１３】
なお樹脂は、放熱性フィラーを含有していてもよい。放熱性フィラーを含有させることで、樹脂に放熱性フィラーの含有量（含有率）に応じた熱伝導性を持たせることができる。またウエハ部については、放熱性フィラーの含有率を樹脂より高くすることで、樹脂の部分に比較して熱伝導率を高くすることができる。
【００１４】
ウエハ部は、樹脂の厚み方向と直交する方向でみて互いに一定間隔を置いて規則的に配列されていてもよい。
この場合、ウエハ部の密度の偏りによる放熱性能の偏りを防止し、シート全体としての放熱性能を均一化することができる。
【００１５】
第２に本発明は、シートの製造方法を提供する。シートの製造方法は、以下の工程を有する。
【００１６】
〔製膜工程〕
この工程では、樹脂材料（放熱性フィラーを含有しないもの）、又は、放熱性フィラーを含有させた樹脂材料を製膜してフィルムシートを成形する。ここで成形したフィルムシートは、シート状をなす基材の樹脂材料となる。
【００１７】
〔印刷工程〕
この工程では、放熱性フィラーを含有させた熱伝導性のインキを用いて、フィルムシートの一面に分布したドット状のパターンを印刷する。ここで印刷したドット状パターンは、１つ１つが上記のウエハ部（放熱材料）となる。
【００１８】
〔成形工程〕
この工程では、先の印刷工程で得た複数のパターン付きフィルムシートを、それぞれのパターンが厚み方向に重なり合う状態に積層し、その最上層に上記の製膜工程で得たフィルムシートを積層してシートを成形する。
【００１９】
本発明の製造方法によれば、フィルムシートの製膜とパターンの印刷、そして積層という単純な作業だけで、容易に放熱性能の高いシートを得ることができる。特に、熱伝導性の高い部分をフィルムシートへの印刷により形成することができるので、わざわざフィラーの配向に必要な加工を行う必要がない。
【００２０】
熱伝導性の高いパターン部分は、フィルムシートの一面に分布して印刷されるため、各フィルムシート上でパターン同士を確実に分離しておくことができる。また、厚み方向ではパターン部分が樹脂材料のフィルムシート間に挟まれた状態で積層されるため、パターン同士の厚み方向への独立性も確実に保持することができる。
【００２１】
上記の印刷工程では、フィルムシートの一面に、互いに一定間隔を置いて規則的に配列されたドット状のパターンを印刷することができる。
これにより、ドット状パターンの分布密度の偏りによる放熱性能の偏りを防止し、シート全体としての放熱性能を均一化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のシートによれば、充分な柔軟性と絶縁性を確保しつつ、所望の放熱性能を発揮することができる。
【００２３】
また本発明の製造方法によれば、複雑な加工を要することなく、柔軟性や絶縁性、放熱性に優れたシートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】シートの使用例を示した断面図である。
【図２】シートの構造を詳細に示す縦断面図である。
【図３】シートの構造を立体的に示した分解斜視図である。
【図４】ドットの状パターンが一面に印刷された状態のフィルムシートを示す平面図である。
【図５】印刷されたドット（ウエハ部）の形態を示す部分拡大図である。
【図６】成形工程に含まれる手順を示す連続図である。
【図７】実施例のシートと、その比較例となるシートの熱拡散率及び体積抵抗率を対比して示す表である。
【図８】一般的な絶縁材料の体積抵抗率を示す表である。
【図９】放熱性フィラーを含有して導電性を持たせた導電材料の体積抵抗率を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について説明する。先ず、一実施形態のシートの構造について説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態におけるシート１の使用例を示した断面図である。この使用例では、シート１を放熱部材（放熱シート）として使用している。なお図１中に示される実線の矢印は、熱の伝達方向を示している。
【００２７】
シート１は、例えば電子部品４等の放熱に用いることができる。電子部品４は、例えばＰＣ（パーソナルピュータ）等の電子機器に設置された基板２上に実装されている。電子部品４としては、例えばＩＣチップやＬＳＩ等が挙げられる。なお電子部品４は、図示しない集積回路をパッケージ樹脂で封止した構造である。
【００２８】
シート１は、電子部品４の上面（パッケージ上面）に設置されており、さらにその上面にはヒートシンク６が設置されている。この状態でシート１は、電子部品４及びヒートシンク６とそれぞれ隙間なく密着している。なお、電子部品４とシート１とは、例えば接着剤により接着されていてもよい。またヒートシンク６は、例えば図示しない締め具を用いて電子部品４に強く圧着されている。なお図１中、ヒートシンク６の断面部分にはハッチングの図示を省略している。
【００２９】
発熱体となる電子部品４から発生した熱は、シート１を介してヒートシンク６へ伝達される。このときシート１は、電子部品４と密着する下面が吸熱面となり、この吸熱面から熱を吸収する。またシート１は、ヒートシンク６と密着する上面が放熱面となり、この放熱面からヒートシンク６に熱を放出する。ヒートシンク６の周辺には、例えば、図示しない冷却ファンによって空気の流れが形成されており、シート１を通じてヒートシンク６に到達した熱は、空気流によって外部へ奪い去られる。
【００３０】
〔シートの構造〕
図２は、シート１の構造を詳細に示す縦断面図である。なお図２に示される断面は、図１に示されるシート１の一部分を示したものである。
【００３１】
シート１は、シート状をなす基材８０（樹脂）をベースとして構成されており、基材８０は、例えば複数の樹脂材料からなるフィルムシート８を積層した構造を有している。この例では、フィルムシート８を５層に重ねた例を示しているが、特に積層数に制約はない。
フィルムシート８の樹脂材料には図示しない放熱性フィラーが混合されており、このため基材８０にはある程度の熱伝導性が確保されている。
基材８０は、図２に示される下面が電子部品４の上面に密着する吸着面８０ａであり、上面がヒートシンク６の下面に密着する放熱面８０ｂとなっている。
【００３２】
〔ウエハ部〕
基材８０の内部には、複数のウエハ部１０（図２中、全てには符号を付していない）が埋設されている。個々のウエハ部１０は、フィルムシート８の樹脂材料よりも放熱性フィラーの含有率が高い放熱材料で形成されている。
【００３３】
ウエハ部１０は、基材８０の厚み方向に間隔をおいて多段に積層されており、その層間にはフィルムシート８の樹脂材料が部分的に薄膜化された部位、つまり薄膜部８ａが形成されている。薄膜部８ａは、基材８０の内部でウエハ部１０の間に形成されている他、最上層のフィルムシート８では、その表面から内部のウエハ部１０までの間にも形成されている。なお、最下層のフィルムシート８には薄膜部８ａが形成されていない。
【００３４】
またウエハ部１０は、基材８０の厚み方向に描かれる仮想的な軸線Ｌに沿って整列している。つまりウエハ部１０は、基材８０（樹脂）の厚み方向でみて同一線上に並んで複数に配列されている。図２には１箇所のみ軸線Ｌが示されているが、このような軸線Ｌに沿うウエハ部１０の列は、基材８０の吸熱面８０ａに沿う方向に点在（分布）して形成されている。なお、ウエハ部１０の分布についてはさらに後述する。
【００３５】
また軸線Ｌ上（厚み方向）では、基材８０の内部でウエハ部１０と薄膜部８ａとが交互に積層されることで、多段をなすウエハ部１０が厚み方向に密集して配置された状態となっている。このように、多段のウエハ部１０が密集して配置されることにより、図２に一点鎖線で囲まれるように、基材８０の内部には軸線Ｌに沿って放熱経路１８が形成された状態にある。
【００３６】
すなわち放熱経路１８は、吸熱面８０ａから放熱面８０ｂに向かって厚み方向に延びた熱の通り路（全体として熱が伝わりやすい経路）を構成している。なお、図２には１箇所のみ放熱経路１８を一点鎖線の囲みと符号付きで示しているが、放熱経路１８は、基材８０の吸熱面８０ａに沿う方向に分布して形成されている。
【００３７】
図３は、シート１の構造を立体的に示した分解斜視図である。上記のようにシート１の基材８０は、複数のフィルムシート８を積層して形成されている。
またウエハ部１０は、１つ１つがドット状（ここでは正六角形状）をなしており、最上層を除く２層目から５層目までのフィルムシート８には、その一面に多数のウエハ部１０が規則的に点在（分布）して形成されている。このためシート１は、全体の厚み方向と直交する方向に関していうと、フィルムシート８（樹脂）を海成分とし、そこに点在する複数のウエハ部１０を島成分とした海島構造をなしている。
【００３８】
またフィルムシート８の各層を比較すると、相互にウエハ部１０の配置（島位置の態様）が正しく一致している。これにより、フィルムシート８を重ね合わせた状態では、海島構造の島の各位置にて、上記のように基材８０（樹脂）の厚み方向に沿う軸線Ｌ上に互いのウエハ部１０が正しく整列することになる。このとき個々のウエハ部１０は、基材８０内で互いに離隔した（接していない）状態にある。また規則的に分布されたウエハ部１０は、予めフィルムシート８の一面にドット状パターンを印刷することで好適に形成することができるが、その詳細については製造方法とともに後述する。
【００３９】
〔製造方法〕
次に、シート１の製造方法について説明する。一実施形態のシート１は、以下の工程を通じて製造することができる。以下に各工程の概要を示す。
〔１〕製膜工程・・・フィルムシート８の製膜を行う。
〔２〕印刷工程・・・フィルムシート８の一面にドット状パターンを印刷してウエハ部１０を形成する。
〔３〕成型工程・・・ドット状パターンが印刷されたパターン付きのフィルムシート８を積層し、最上層にはドット状パターンが印刷されていないフィルムシート８を積層してシート１を成型する。
以下、各工程についてより詳細に説明する。
【００４０】
〔１〕製膜工程
特に図示していないが、製膜工程では、先ず樹脂（放熱性フィラーを混練しない）でマスターバッチを作成するか、又は、樹脂と放熱性フィラーを混練してマスターバッチを作成する。
【００４１】
樹脂には、例えば以下に挙げるいずれかの群から選択した１又は２以上の材料を用いることができる。なお、２以上の樹脂材料を混合する場合、同一の群から選択するものとする。
【００４２】
〔熱可塑性樹脂群〕
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、ナイロン（登録商標）、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂等である。
【００４３】
〔熱硬化性樹脂群〕
例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等である。
【００４４】
〔エラストマー群〕
例えばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ノルボルネンゴム等である。
【００４５】
なお、同一の層（フィルムシート８）に異なる群から選択した２以上の樹脂を混合することは好ましくないが、基材８０は積層構造であるため、フィルムシート８の層ごとに異なる樹脂を適宜組み合わせることは可能である。例えば、ある一層には熱可塑性樹脂を使用し、別の層には熱硬化性樹脂を使用する等である。
【００４６】
樹脂と混練する放熱性フィラーは、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、マグネサイト、酸化亜鉛、炭素繊維、アルミニウム、銀、銅等を材料とする。放熱性フィラーは、これら材料を大きさ１〜１００μｍの球形、針状、鱗片形状等に加工したもの、あるいは、材料の破砕品を用いることができる。
【００４７】
フィルムシート８の製膜方法としては、例えばＴダイ製膜、インフレーション製膜などの溶融押出法の他、溶液法、カレンダー法、プレス成形等の種々の方法を用いることができる。
【００４８】
〔２〕印刷工程
印刷工程では、上記のようにフィルムシート８の一面にドット状のパターンを印刷する。
【００４９】
〔使用インキ〕
印刷に使用するインキは、樹脂（ビヒクル）に放熱性フィラーを含有させたペーストインキである。ペーストインキのフィラー含有率は、フィルムシート８に比較して高く設定することとする。これにより、フィルムシート８の樹脂材料に比較して、ウエハ部１０を構成する放熱材料の熱伝導率を高くすることができる。
【００５０】
またフィラーの含有量（率）は、ペーストインキ全体として５０重量％〜９５重量％の範囲内とすることが好ましい。これは、５０重量％未満だと放熱性フィラーを含有したことによる放熱効果（放熱性能）が得られにくく、また、９５重量％を超えると、完成したシート１のフレキシブル性が損なわれるためである。
【００５１】
〔印刷方法〕
印刷方法としては、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷等の方法を用いることができる。インキの膜厚は、例えば５〜１００μｍの範囲とする。
【００５２】
図４は、ドットの状パターンが一面に印刷された状態のフィルムシート８を示す平面図である。図４に示されるフィルムシート８は、適宜の大きさに断裁されている。
シート１の完成状態でみた１つ１つのウエハ部１０は、フィルムシート８の一面に印刷されたドットで構成されている。上記のようにドット状のパターン（ウエハ部１０を配列したパターン）は、六角形状のドットを規則的に２次元配列した形態である。なお、ここでは六角形状のドットを例にあげているが、その他の多角形状や丸形状、星形多角形状、十字形状等からなるドットを印刷してもよい。またドットの配列はマトリクス状の正方配列であってもよい。
【００５３】
図５は、印刷されたドット（ウエハ部１０）の形態を示す部分拡大図である。印刷されたドット（ウエハ部１０）は、フィルムシート８の一面にて隣接する他のドット（ウエハ部１０）と相互に離隔しており、ドットの間隔Ｌは、例えば１ｍｍ程度である。また、正六角形の対角長Ｄは、例えば１〜３ｍｍ程度である。
【００５４】
このように、印刷された個々のドットは、フィルムシート８の一面で上下左右いずれの箇所でも別のドットと接触していない配置とする。これは、１つのドットが別のドットと接触していると、完成した状態でシート１の柔軟性が損なわれる可能性があり、また、ドット（ウエハ部１０）の接触により導電性を持つ可能性があるためである。
【００５５】
〔３〕成形工程
図６は、成形工程に含まれる手順を示す連続図である。以下、手順を追って説明する。
図６中（Ａ），（Ｂ）：成形工程では、ドット状パターンが印刷されたパターン付きのフィルムシート８（例えば下から４層分）を積層し、最上層にはドット状パターンが印刷されていないフィルムシート８を積層してシート１を成形する。これは、シート１の完成状態で印刷パターン（ウエハ部１０）の露出を抑えることで、絶縁性をより確実にするためである。
【００５６】
また、各層のフィルムシート８を積層する際、ウエハ部１０の印刷パターンを厚み方向（図２に示される仮想の軸線Ｌ上）で重ならせることとする。これは、上記のように完成状態で基材８０の内部に垂直方向（厚み方向）の放熱経路１８を形成し、厚み方向への放熱性を向上させるためである。
【００５７】
図６中（Ｃ）：上記の手順で得られた積層体に対し、厚み方向に圧力を加えて一体化する。積層体を一体化する方法としては、例えば真空プレス法、熱ラミネート法等を用いることが好ましい。これにより、フィルムシート８の一面に沿う方向では、樹脂材料が熱流動して印刷パターン間の隙間を埋める。また、厚み方向では上下のウエハ部１０間に挟まれた樹脂材料が熱流動によって薄膜化し、完成状態で薄膜部８ａとなる。
【００５８】
上述した製造方法によれば、フィルムシート８の一面にドット状のパターンを印刷し、パターン付きのフィルムシート８（最上層はパターンなし）を積層するだけで、基材８０の内部に埋設された状態のウエハ部１０を容易に形成することができる。さらに、成形工程で熱を与えながら加圧することにより、厚み方向でウエハ層１０間のフィルムシート８を熱流動により薄膜化し、完成状態でみた薄膜部８ａを容易に形成することができる。これにより、基材８０の内部に放熱経路１８を容易に形成し、完成状態のシート１に所望の放熱性能を発揮させることができる。
【００５９】
また印刷工程では、予め隣り合うドット同士が重ならない印刷パターンを用いることで、完成状態でウエハ層１０の周囲を全て樹脂材料で覆うことができる。これにより、ウエハ層１０が外部の電子部品４やヒートシンク６等に接触することがなく、シート１の絶縁性を確保することができる。
【００６０】
さらに印刷工程では、規則的に配列された印刷パターンを用いることで、フィルムシート８の一面に満遍なくドット（ウエハ層１０）を分布して配置することができる。そして、積層工程及び成形工程を経てシート１を完成させると、基材８０の吸熱面８０ａに沿う方向へ規則的に分布した放熱経路１８を容易に形成することができる。
【００６１】
そしてシート１の完成状態では、放熱経路１８が基材８０の内部で規則的に分布していることにより、シート１全体として熱伝導率が極端に偏ることなく、吸熱面８０ａから放熱面８０ｂに向けて満遍なく熱を伝えることができる。
【００６２】
またシート１は、フィルムシート８の全体に放熱性フィラーを通常より多量に含有させたような構造ではなく、特にウエハ部１０に集中して放熱性フィラーを多く含有させることで、全体としての熱伝導率を向上した構造である。これにより、シート１として必要な柔軟性を損なうことなく、所望の放熱性能を実現している点で本実施形態の有用性は高い。
【００６３】
またシート１は、用途に応じて粘着剤を塗布したり、フィルムシート８の樹脂に顔料を添加して着色したりすることが容易であり、多様な用途への展開が容易である。
【００６４】
次に、具体的な実施例を挙げ、比較例との対比をもってシート１の有用性について検証する。
【００６５】
〔実施例１〕
実施例１において、フィルムシート８の製膜に用いた各材料とその物質名、及び材料別の重量割合を以下に示す。フィルムシート８は、以下の材料をバンバリーミキサーで混練し、カレンダー法によって１５０μｍ厚に製膜した。
【００６６】
ベース樹脂：三福工業株式会社製（ＨＲＬＣ−１）４０重量部
放熱性フィラー：合成マグネサイト（神島化学工業株式会社製：ＭＳＬ）３０重量部
放熱性フィラー：合成マグネサイト（神島化学工業株式会社製：ＭＳＳ）３０重量部
【００６７】
〔ドット状パターンの印刷〕
製膜したフィルムシート８の一面に、スクリーン印刷装置によりドット状のパターンを印刷した。印刷に使用したインキは、東洋インキ株式会社製の銀ペーストインキ（ＲＡＦＳ０３９）である。印刷条件を以下に示す。
乾燥温度：８０℃
乾燥時間：３０分
フィルムシート８に印刷されたドット状のパターンについて、インキの膜厚、パターン形状、及び、面積率を以下に示す。
インキ膜厚：３０μｍ
ドット形状：対角長３ｍｍの正六角形
ドット間隔：１ｍｍで最密充填
面  積  率：８４．２％
【００６８】
〔シートの成形〕
実施例１では、製膜したフィルムシート８を１０枚積層して加熱プレスを行い、１枚のシート１に成形した。このとき、最上層を除くフィルムシート８の２層目から１０層目までは、印刷パターン付きのフィルムシート８を使用し、最上層には印刷がされていないフィルムシート８を使用した。加熱プレス後のシート１（基材８０）の厚みは１ｍｍであった。
【００６９】
〔比較例１〕
実施例１と同じ材料を用いてフィルムシート８を製膜し、ドット状のパターンを印刷せずにフィルムシート８だけを積層し、プレス成形して比較例１のシート１を得た。比較例のシート１の厚みは１．０ｍｍである。
【００７０】
〔実施例２〕
実施例２において、フィルムシート８の作製に用いた各材料とその物質名、及び材料別の重量割合を以下に示す。
【００７１】
ベース樹脂：アクリル系熱可塑性エラストマー（株式会社クラレ製：クラリティＬＡ２１４０ｅ）７２重量部
放熱性フィラー：合成マグネサイト（神島化学工業株式会社製：ＭＳＬ）１０８重量部
【００７２】
〔フィルムシートの作製〕
実施例２のフィルムシート８の作製手順は、先ず、アクリル系熱可塑性エラストマーをトルエン（１２０重量部）に溶解させた後、合成マグネサイトをペイントシェーカーで分散させて塗工液を生成した。次に、ベーカーアプリケーターを用いて剥離ＰＥＴフェイルム上に塗工液を塗工し、８０℃で１分間乾燥させて厚さ１００μｍのフィルムシート８を作製した。
【００７３】
〔ドット状パターンの印刷〕
実施例２では、実施例１と同様に、作製したフィルムシート８の一面に、スクリーン印刷装置によりドット状のパターンを印刷した。インキの材料、印刷条件、インキの膜厚、パターン形状及び面積率は実施例１と同じである。
【００７４】
〔シートの成形〕
また実施例２ではシートの成形に関して、実施例１と同様に、銀ペーストインキをスクリーン印刷したフィルムシートを９枚積層し、最上段に印刷していないフィルムを１枚積層した。そして、これら１０枚のフィルムシートに対して加熱プレスを行って１枚のシート１に成形し、厚さ１ｍｍのシート１（基材８０）を得た。
【００７５】
〔比較例２〕
実施例２と同じ材料を用いてフィルムシート８を作製し、ドット状のパターンを印刷せずにフィルムシート８だけを積層し、プレス成形して比較例２のシートを得た。比較例２のシート厚は１．０ｍｍである。
【００７６】
〔実施例３〕
実施例３において、フィルムシート８の製膜に用いた各材料とその物質名、及び材料別の重量割合を以下に示す。
【００７７】
ベース樹脂：水添スチレン系熱可塑性エラストマー（旭化成ケミカルズ株式会社製：タフテックＨ１２２１）６０重量部
放熱性フィラー：合成マグネサイト（神島化学工業株式会社製：ＭＳＬ）９０重量部
【００７８】
〔フィルムシートの作製〕
実施例３では、フィルムシートの作製に関して、先ず、水添スチレン系熱可塑性エラストマーをトルエン（１５０重量部）に溶解させた後、合成マグネサイト（ＭＳＬ）をペイントシェーカーで分散させて塗工液を生成する。次に、ベーカーアプリケーターを用いて剥離ＰＥＴフィルム上に塗工液を塗工し、８０℃で１分間乾燥させて、厚さ１００μｍのフィルムシートを作製した。
【００７９】
〔ドット状パターンの印刷〕
実施例３では、実施例１，２と同様に、作製したフィルムシート８の一面に、スクリーン印刷装置によりドット状のパターンを印刷した。インキの材料、印刷条件、インキの膜厚、パターン形状及び面積率は実施例１，２と同じである。
【００８０】
〔シートの成形〕
また実施例３では、シートの成形に関して、実施例１，２と同様に、銀ペーストインキをスクリーン印刷したフィルムシートを９枚積層し、最上段に印刷していないフィルムシートを１枚積層した。そして、これら１０枚のフィルムシートに対して加熱プレスを行って１枚のシート１に成形し、厚さ１ｍｍのシート１（基材８０）を得た。
【００８１】
〔比較例３〕
実施例３と同じ材料を用いてフィルムシート８を作製し、ドット状のパターンを印刷せずにフィルムシート８だけを積層し、プレス成形して比較例３のシート１を得た。比較例３のシート１の厚みは１．０ｍｍである。
【００８２】
〔検証〕
実施例１，２，３についてシート１の放熱性及び絶縁性の検証を行うため、それぞれ得られたシート１の熱拡散率及び体積抵抗率を測定した。同様に比較例１，２，３についても測定を行い、それぞれ実施例１，２，３との比較を行った。なお、実施例及び比較例では、一実施形態で説明した熱伝導率の代わりに熱拡散率を測定することで、シート１の放熱性を検証する。
【００８３】
〔熱拡散率の測定〕
ここで、熱拡散率については、株式会社アイフェイズ製の熱拡散率測定装置（アイフェイズ・モバイル１ｕ）を用いて、温度波熱分析法で測定した。
【００８４】
〔体積抵抗率の測定〕
体積抵抗率については、株式会社三菱化学アナリテック製の高抵抗率計（ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用いて測定した。体積抵抗率の測定は、標準温度（２３℃）で行った。
【００８５】
〔測定結果〕
図７は、実施例１，２，３のシート１と、その比較例１，２，３となるシート１の熱拡散率及び体積抵抗率を対比して示す表である。
【００８６】
図７中の表に示されているように、実施例１のシート１の熱拡散率は、２４．１（×１０−７ｍ２／ｓ）であった。これに対して、比較例１のシート１の熱拡散率は、１５．０（×１０−７ｍ２／ｓ）であった。実施例１及び比較例１のシート１の体積抵抗率については、いずれも１０１３Ω・ｍ以上であった。
【００８７】
実施例２及び比較例２のシート１の熱拡散率は、それぞれ、４．８（×１０−７ｍ２／ｓ）及び１．５（×１０−７ｍ２／ｓ）であった。また、実施例３及び比較例３のシート１の熱拡散率は、それぞれ、６．７（×１０−７ｍ２／ｓ）及び４．０（×１０−７ｍ２／ｓ）であった。実施例２，３及び比較例２，３の体積抵抗率については、実施例１及び比較例１と同様に、いずれも１０１３Ω・ｍ以上であった。
【００８８】
〔体積抵抗率の選定〕
図８は、一般的な絶縁材料の体積抵抗率を示す表である。また、図９は、放熱性フィラーを含有して導電性を持たせた導電材料の体積抵抗率を示す表である。なお、図９は、信越化学工業株式会社製の信越シリコーン（導電性シリコーンゴム）の各種の体積抵抗率を示す。
【００８９】
図８に示される各絶縁材料の体積抵抗率は、いずれも１０１０Ω・ｍ以上である。また、図９に示される各導電材料の体積抵抗率は、いずれも１０１Ω・ｍ以下である。
ここから本発明の発明者等は、実施例１で得られたシート１の絶縁性を検証するにあたり、１０１０Ω・ｍ以上であることが絶縁性を確保するための適切な体積抵抗率（閾値）とした。
【００９０】
〔放熱性の検証〕
本発明の発明者はシート１の放熱性について以下の検討を行った。
〔実施例及び比較例の評価結果〕
図７中の表に示される測定値から、実施例１のシート１の熱拡散率は、比較例１のシートの熱拡散率よりも高い。同様に、実施例２及び比較例２のシート１の熱拡散率では、実施例２のシート１の熱拡散率の方が、実施例３及び比較例３のシート１の熱拡散率では、実施例３のシート１の熱拡散率の方が高い。
上記の結果から、フィルムシート８にドット状パターンを印刷する（完成状態で放熱経路１８が形成されている）ことで、シート１としての熱拡散率が向上することがわかる。
【００９１】
なお、実施例１及び比較例１で得られたシート１の材料であるベース樹脂（ＨＲＬＣ−１）には、予めいくらかの放熱性フィラーが含まれているため、元からある程度の放熱性を有している。すなわち、実施例１及び比較例１のフィルムシート８では、放熱性を有するベース樹脂に対して、放熱性フィラー（ＭＳＬ及びＭＳＳ）をさらに含ませることとしている。
【００９２】
これに対して、実施例２，３及び比較例２，３で使用したベース樹脂（クラリティＬＡ２１４０ｅ、タフテックＨ１２２１）には、放熱フィラーが予め含有されていない。すなわち、実施例２，３及び比較例２，３のフィルムシート８では、放熱性を有していないベース樹脂に対して、放熱性フィラー（ＭＳＳ）を含ませることとしている。
【００９３】
すなわち、実施例１では、放熱性フィラー（ＭＳＬ及びＭＳＳ）及びドット状パターンだけでなく、ベース樹脂に予め含有されている放熱性フィラーも放熱性の向上に寄与しているため、実施例１のシート１の方が実施例２、３のシート１よりもはるかに高い熱拡散率を有する結果となっている。
【００９４】
〔絶縁性の検証〕
次に、本発明の発明者はシート１の絶縁性について以下の検討を行った。
図７に示す測定値から、実施例１，２，３で得られたシート１の体積抵抗率は、いずれも１０１３Ω・ｍ以上であり、最適な値（１０１０Ω・ｍ以上）であることがわかる。この結果から、実施例１，２，３で得られたシート１の絶縁性が充分に確保されていることがわかる。
【００９５】
本発明は、上述した一実施形態に制約されることなく、種々の変形が可能である。例えば、一実施形態のシート１の製造方法における印刷工程では、グラビア印刷装置を用いてドット状のパターンをフィルムシート８に印刷しているが、スクリーン印刷装置や、フレキソ印刷装置等でパターンを印刷してもよい。
またシート１は、電子部品４の他にも、各種の発熱体に設置可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１    シート
８    フィルムシート
８ａ  薄膜部
１０    ウエハ部
１８    放熱経路
８０    基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013080916.tif 000007
【図６】
2013080916.tif 000008
【図７】
2013080916.tif 000009
【図８】
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【図９】
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