(57)【要約】【課題】  原材料を１００％有効利用しつつ、シート厚さ方向に熱伝導用粒子の表面が平行となるよう熱伝導用粒子を配向させて、シート厚さ方向に高熱伝導率の熱伝導シートがえられるようにするとともに、柔軟なシート材料を用いても大面積薄膜のシートに形成することが可能な熱伝導シートの製造方法と製造装置を提供する。【解決手段】  鱗片板状の熱伝導用粒子を含有する液体の塗布による、熱伝導シート厚さを塗布幅にした線状塗布膜の形成を、同じ位置で繰り返すことで、線状塗布膜を積み重ねてシート状に形成する熱伝導シートの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート内に含有される鱗片板状の熱伝導用粒子の表面が、シート厚さ方向に略平行となるよう前記熱伝導用粒子を配向させた熱伝導シートの製造方法であって、
前記熱伝導用粒子を含有する液体の塗布による、前記熱伝導シート厚さを塗布幅にした線状塗布膜の形成を、同じ位置で繰り返すことで、前記線状塗布膜を積み重ねてシート状に形成することを特徴とする熱伝導シートの製造方法。
【請求項２】
前記熱伝導用粒子を含有する液体の塗布による線状塗布膜の形成ごとに、乾燥を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シートの製造方法。
【請求項３】
シート内に含有される鱗片板状の熱伝導用粒子の表面が、シート厚さ方向に略平行となるよう前記熱伝導用粒子を配向させた熱伝導シートの製造装置であって、
前記熱伝導用粒子を含有する液体を熱伝導シート厚さを塗布幅にして吐出するノズルと、
該ノズルから吐出される液体が塗布される基材が載置されるステージと、
前記ノズルに液体を供給する供給装置と、
前記ノズルとステージを一方向に相対的に移動させる駆動装置と、
前記基材上に液体が塗布されるごとに上下方向の一方向に前記ノズル又は前記ステージを移動させる上下方向移動装置と、
前記ノズルから吐出される液体が前記基材上の同じ位置に繰り返し塗布できるように前記駆動装置と前記上下方向移動装置とを位置制御する制御装置と、を備えることを特徴とする熱伝導シートの製造装置。
【請求項４】
前記ノズルとステージの相対移動方向に、前記ステージに隣接して設けられるとともに、前記ステージに載置された基材を内部に収納可能な乾燥機と、前記ステージに載置された基材と乾燥機を相対的に移動させる相対移動装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の熱伝導シートの製造装置。
【請求項５】
前記乾燥機は、前記ノズルとステージの相対移動方向に、前記ステージに隣接して両隣に１台ずつ設けることを特徴とする請求項４に記載の熱伝導シートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、インバータ等発熱性を有する電子部品と放熱板の間に介在して両者を接着固定し、電子部品の熱を伝えて放熱板から外部に放出させる熱伝導シートの製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータのＩＣチップや電気機器のインバータなど通電により発熱する電子部品において、発熱による部品の温度上昇が過多となると、その機能が低下するだけでなく故障の要因となりうる。そのため、電子部品の温度が上がり過ぎないよう、効率良く放熱する手段が必要となる。
【０００３】
一般的に知られる放熱方法は、電子部品に放熱板を固定し、放熱板を通じて電子部品の熱を放出するものである。この際に重要となるのが電子部品と放熱板の固定方法であり、電子部品から放熱板への熱伝達が効率よく行われる方法を選定する必要がある。公知の固定方法としては、ネジ等の締結部材で電子部品を放熱板に密着させて固定する方法や、接着性を有する熱伝導シートを介して電子部品を放熱板に接着固定する方法等がある。
【０００４】
後者の固定方法における熱伝導シートは、電子部品と放熱板への密着性を高めるため、各々の表面形状にならうよう柔軟性を有している。一方、電子部品から放熱板への熱伝達を効率よく行うため、シート内にアルミナ等、高熱伝導率の粒子を多量に含有させ、金属板に近い熱伝達性能で電子部品の熱を放熱板に伝えられるようにしている。
【０００５】
この柔軟なシート内に多量に含有される熱伝導用粒子は薄い板状の小片で、その表面は鱗片形状をしている。そして、薄板の表面に平行な長手方向や短手（幅）方向であれば、薄板の厚さ方向よりは長さがある分だけ、より広い範囲にわたって、熱伝導用粒子の熱伝導率を維持できる。電子部品と放熱板間の熱伝達をより高い効率で行うには、間に介在させる熱伝導シートの厚さ方向に熱伝導率が高いことが必要となる。そのためには、熱伝導粒子の表面が厚さ方向に平行となるように熱伝導用粒子を配向させ、さらにその状態の熱伝導粒子が、シート厚さ方向に数珠つなぎ状態になっていることが必要となる。
【０００６】
一般に立体形状材を塊からシート形状にするには、プレスや延伸によりシートの表面に平行な方向に立体形状材を引き伸ばす。この際、立体形状材内に熱伝導用粒子が含まれるなら、熱伝導用粒子は、引き伸ばし方向にその表面が平行になるとともに数珠つなぎとなる。したがってプレスや延伸によるシート形成手段では、シートの表面に直交する厚さ方向には熱伝導率の低い熱伝導シートしかできない。
【０００７】
このような問題を解決するため、シートの表面に熱伝導粒子の表面が平行となるように熱伝導用粒子を配向したシートをシート厚さ方向に積層し、積層したシートの表面に直交する方向（積層方向）にスライスして、厚さｔの熱伝導用シートを形成する方法が一般に知られている（特許文献１および２参照）。
【０００８】
この公知の方法では、熱伝導シートの厚さ方向と熱伝導用粒子の表面が確実に平行となるが、スライスを行う刃物の切りしろ分だけ材料の損失が生じ、切り出すシート厚さが薄くなるほど原材料の利用効率が大幅に低下するという問題がある。さらに、上記のように熱伝導シートの柔軟性が高いことから、スライスで切り出す熱伝導用シートの厚さｔが小さくなるほど形を崩さずにスライスすることが困難になるとともに、スライスができたとしても小片しかえられず、非常に生産性が低いという問題もあった。
【０００９】
一方、熱伝導シートとしては厚さｔが小さいほど使用する材料が少なく、また伝熱ロスも小さくなることから、できるだけ厚さｔを小さくして熱伝導に優れる熱伝導シートを、原材料損失を最小に、しかも大面積で高い生産性にて形成する手段が求められている。
【００１０】
しかしながら、そのような公知の手段がないというのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−３３２３０５号公報
【特許文献２】特許 第５１８５５８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の熱伝導シートの製造において発生する問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、原材料の損失を生じさせることなく、１００％有効利用しつつシート厚さ方向に熱伝導用粒子の表面が平行となるよう熱伝導用粒子を配向させて、シート厚さ方向に高熱伝導率がえられるようにするとともに、さらに加えて、柔軟性を有するシート材料を用いても大面積薄膜のシートに形成することが可能な、熱伝導シートの製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。
【００１４】
本発明の熱伝導シートの製造方法は、シート内に含有される鱗片板状の熱伝導用粒子の表面が、シート厚さ方向に略平行となるよう上記熱伝導用粒子を配向させた熱伝導シートの製造方法であって、上記熱伝導用粒子を含有する液体の塗布による、上記熱伝導シート厚さを塗布幅にした線状塗布膜の形成を、同じ位置で繰り返すことで、上記線状塗布膜を積み重ねてシート状に形成することを特徴とする。
【００１５】
ここで、上記熱伝導用粒子を含有する液体の塗布による線状塗布膜の形成ごとに、乾燥を行うことが好ましい。
【００１６】
本発明の熱伝導シートの製造装置は、シート内に含有される鱗片板状の熱伝導用粒子の表面が、シート厚さ方向に略平行となるよう上記熱伝導用粒子を配向させた熱伝導シートの製造装置であって、上記熱伝導用粒子を含有する液体を熱伝導シート厚さを塗布幅にして吐出するノズルと、該ノズルから吐出される液体が塗布される基材が載置されるステージと、上記ノズルに液体を供給する供給装置と、上記ノズルとステージを一方向に相対的に移動させる駆動装置と、上記基材上に液体が塗布されるごとに上下方向の一方向に上記ノズル又は前記ステージを移動させる上下方向移動装置と、上記ノズルから吐出される液体が上記基材上の同じ位置に繰り返し塗布できるように上記駆動装置と上下方向移動装置とを位置制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
ここで、上記ノズルとステージの相対移動方向に、上記ステージに隣接して設けられるとともに、上記ステージに載置された基材を内部に収納可能な乾燥機と、上記ステージに載置された基材と乾燥機を相対的に移動させる相対移動装置と、をさらに備えること、上記乾燥機は、上記ノズルとステージの相対移動方向に、上記ステージに隣接して両隣に１台ずつ設けること、が好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法および製造装置によれば、鱗片板状の熱伝導用粒子を含有する液体の塗布による、熱伝導シートの厚さを塗布幅にした線状塗布膜の形成を同じ位置で繰り返し、その線状塗布膜を積み重ねてシート状に形成するので、塗布の幅方向となる熱伝導シートの厚さ方向に熱伝導用粒子の表面が平行となる。熱伝導シートの厚さ方向に熱伝導用粒子の表面が平行となるように熱伝導粒子が配向されているのであるから、シート厚さ方向に高熱伝導率の熱伝導シートを得ることができる。さらに熱伝導用粒子を含有する液体を塗布して形成する全ての線状塗布膜を、同じ位置で積み重ねて熱伝導シートを形成するので、原材料を１００％有効利用して、シート厚さ方向に高熱伝導率の熱伝導シートが得られる。さらに、柔軟性のあるシート材料を用いても、容易に線状塗布膜を同じ位置で積み重ねて熱伝導シートを形成できるので、大面積で薄膜の熱伝導シートを高い生産性でえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る熱伝導シート製造装置である塗布装置１の概略正面断面図である。
【図２】熱伝導粒子２１の拡大斜視図である。
【図３】本発明に係るノズル２の概略側面断面図である。
【図４】本発明の熱伝導シートの製造方法をステップ的に示す説明図である。
【図５】本発明に係る別の熱伝導シート製造装置である塗布装置１００の概略正面断面図である。
【図６】本発明の別の熱伝導シートの製造方法をステップ的に示す説明図である。
【図７】本発明に係るさらに別の熱伝導シート製造装置である塗布装置２００の概略正面断面図である。
【図８】本発明に係る別のノズル１２０の概略側面断面図である。
【図９】本説明に係るさらにさらに別の熱伝導シート製造装置３００の概略正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明を図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る熱伝導シート製造装置である塗布装置１の概略正面断面図、図２は熱伝導粒子２１の拡大斜視図、図３は本発明に係るノズル２の概略側面断面図、である。
【００２１】
図１を見ると塗布装置１は、図２に示す熱伝導粒子２１を一定量含有する液体である熱伝導シート原料液２０を、基材３上に吐出してシート１０を形成するノズル２と、ノズル２へ熱伝導シート原料液２０の供給を行う供給装置３０と、基材３を吸着保持して一定速度でＸ方向に移動させるＸステージ６と、ノズル２を上下方向であるＺ方向に自在に移動させる上下方向移動装置であるＺステージ７と、からなる。Ｘステージ６は、Ｘ方向に延びる図示されないレールとリニアモータからなる駆動装置によって、ノズル２との相対移動方向であるＸ方向に自在に往復移動できる。また供給装置３０は、タンク３４に貯蔵されている熱伝導シート原料液２０に、圧力レギュレータ３２で圧力調整した圧空を付加して、配管３３を通じてノズル２のマニホールド２ｂに熱伝導シート原料液２０を供給するものである。圧力レギュレータ３２には、圧空源３１から圧空が常に供給され、タンク３４の下流側にあるバルブ３５の開閉によって、ノズル２への熱伝導シート原料液２０の供給開始／停止が制御される。なおバルブ３５の開閉制御の他、Ｚステージ７やＸステージ６の駆動装置のそれぞれの方向の位置制御、等を含めたすべての塗布装置１の制御は、図示されない制御装置によって、集中的に行われる。
【００２２】
続いて図３を見ると、供給装置３０から熱伝導シート原料液２０が供給されるノズル２の内部流路が示されている。ノズル２内のマニホールド２ｂに供給された熱伝導シート原料液２０は、吐出口幅Ｗ２のランド２ｃを経てから同じ幅の吐出口２ａから吐出される。吐出される熱伝導シート原料液２０を、ノズルからクリアランスＣだけ離れていて、一定速度Ｖで走行する基材３上に塗布すると、塗布幅Ｗ１、厚さＴ１の線状塗布膜であるシート１０が形成される。塗布幅Ｗ１は通常は吐出口幅Ｗ２と略同一であるが、塗布条件によってはわずかに相違するために、所望の塗布幅Ｗ１、クリアランスＣと塗布条件から、吐出口幅Ｗ２を選定することが好ましい。
【００２３】
なお、図３で幅方向はＹ方向であり、塗布幅Ｗ１、吐出幅Ｗ２はＹ方向の長さである。
【００２４】
再び図１を参照して、ノズル２の内部を見ると、熱伝導シート原料液２０が充填されている。熱伝導シート原料液２０に一定容積比率で含まれる熱伝導用粒子である熱伝導粒子２１は、図２に拡大して示すように小さな鱗片形状の粒子表面２１ａを備えた厚さＴＢの薄板であり、鱗片板状である。この形態から粒子表面２１ａは熱伝導粒子２１の表面となる。なお鱗片板状は魚の鱗のような形状であり、多角形、楕円形、等が含まれるが、短辺側の長さと長辺側の長さの比が１：１〜１：１０である。また厚さＴＢは１ｍｍ以下である。さて、図１に示すマニホールド２ｂ内では、熱伝導粒子２１は様々な姿勢をとるが、ランド２ｃを通過する時に、粒子表面２１ａがランド面２ｄと略平行となるように整列される。つづいて熱伝導シート原料液２０が矩形形状の吐出口２ａから吐出されると、断面が矩形形状を維持したまま速度Ｖで走行する基材３上に載せられてシート１０を形成する。そのため断面の矩形形状に対する熱伝導粒子２０の姿勢もそのまま維持されて、シート１０の上面であるシート面１０ａと粒子表面２１ａが略平行となる。すなわち、ノズル２によって、走行方向のＸ方向と幅方向のＹ方向（紙面に直交する方向）の両方向に粒子表面２１ａが平行となるように、熱伝導粒子２１を配向させた塗布幅Ｗ１、厚さＴ１のシート１０が形成される。
【００２５】
なお吐出口２ａとランド２ＣのＺ方向に直交する断面は同じ矩形形状であり、Ｙ方向長さが吐出口幅Ｗ２、Ｘ方向長さが間隙Ｇである、そしてＷ２＞Ｇである。
【００２６】
次に、上記の塗布装置１を用いた本発明による熱伝導シートの製造方法について、各工程を追いながら図４を用いて説明する。図４は、本発明の熱伝導シートの製造方法をステップ的に示す説明図であり、状態（ａ）〜（ｅ）ごとの塗布装置１の概略側面断面図と概略正面断面図が示されている。
【００２７】
塗布装置１を用いた熱伝導シートの製造方法は、シート１０内に含有される鱗片板状の熱伝導粒子２１の表面である粒子表面２１ａが、シート厚さ方向に略平行となるよう熱伝導粒子２１を配向させた熱伝導シートの製造方法であって、熱伝導粒子２１を含有する液体である熱伝導シート原料液２０の塗布による、熱伝導シート厚さを塗布幅Ｗ１にした線状塗布膜の形成を、同じ位置で繰り返すことで、線状塗布膜であるシート１０を積み重ねてシート状に形成するものである。そして、以下に記載する準備工程１、１層目塗布工程１、２層目塗布工程１、Ｎ層目塗布工程、乾燥工程１、よりなる。
【００２８】
＜準備工程１＞
塗布前の準備作業として、図１のタンク３４からノズル２の吐出口２ａまでの経路に熱伝導シート原料液２０を充填させるとともに、経路内の残留エアーも排出する、いわゆるエアー抜きも完了させる。この時ノズル２は、Ｚ方向の一番高い原点位置にあり、Ｘステージ６はＸ方向にその左端がノズル２の吐出口２ａの直下にある。ノズル２に熱伝導シート原料液２０の充填を完了してから、バルブ３５を閉として、熱伝導シート原料液２０がノズル２の吐出口２ａから落下しないようにする。さらに所定の厚さＴ１で塗布できるように、圧力レギュレータ３２を調整して、タンク３４内の熱伝導シート原料液２０に圧力Ｐｓを作用させる。そしてＸステージ６に基材３を吸着保持させる（図４の状態（ａ）の状況）。
【００２９】
＜１層目塗布工程１＞
（１）基材３の塗布開始位置ＸＳの直上にノズル２の吐出口２ａが来るように、Ｘステージ６を駆動して移動させ、そこで停止する。つづいて基材３とノズル２の吐出口２ａの間に一定のすきまであるクリアランスＣが設けられるように、Ｚステージ７を駆動してノズル２をＺ方向（上下方向）に移動させ、停止させる。（図４の状態（ｂ）の状況）
（２）次にＸステージ６を再び駆動してＸ方向に移動開始し、塗布速度Ｖで走行させる。これと略同時にバルブ３５を開にして、ノズル２の吐出口２ａから熱伝導シート原料液２０を、圧力Ｐｓに対応した吐出速度にて吐出し、基材３上に厚さＴ１で、塗布幅Ｗ１の線状塗布膜であるシート１０を形成する。（図４の状態（ｃ）の状況）
（３）基材３の走行と熱伝導シート原料液２０の吐出は引き続き行われ、基材３の塗布終了位置ＸＥの直上にノズル２の吐出口２ａが来たら、バルブ３５を閉にするとともに、Ｚステージ７を駆動して、ノズル２を原点位置まで上昇させる。これによって、塗布によるシート１０の形成は終了し、結果として、厚さＴ１、塗布幅Ｗ１、長さＬの１層線状塗布膜であるシート１０が、基材３上に形成される。なおＸステージ６は、基材３の塗布終了位置から離れた終点位置が吐出口２ａの直下に来たら停止する。
【００３０】
＜２層目塗布工程１＞
基材３の塗布開始位置ＸＳで、基材３上の厚さＴ１のシート１０の上面であるシート面１０ａとノズル２の吐出口２ａの間にクリアランスＣが設けられるように、Ｚステージ７を駆動してノズル２をＺ方向に移動させ、停止させる以外は、１層目塗布工程１をそのまま繰り返す。これによって、１層のシート１０上に厚さＴ１で、塗布幅Ｗ１の線状塗布膜であるシート１０が積層され、２層の積層シート１２が形成される（積層シート１２の形成途中が図４の状態（ｄ）の状況）。
この工程を実行した結果として、高さＨ＝２×Ｔ１、塗布幅Ｗ１、長さＬの２層線状塗布膜である積層シート１２が、基材３上に形成される。
【００３１】
＜Ｎ層目塗布工程１＞
基材３の塗布開始位置ＸＳで、基材３上の高さＨ＝（Ｎ−１）×Ｔ１の積層シート１２の最上面とノズル２の吐出口２ａの間にクリアランスＣが設けられるように、Ｚステージ７を駆動してノズル２をＺ方向に移動させ、停止させる以外は、１層目塗布工程１をそのまま繰り返す。
この工程を実行した結果として、高さＨ＝Ｎ×Ｔ１、塗布幅Ｗ１、長さＬのＮ層の積層シート１２が、基材３上に形成される。（図４の状態（ｅ）の状況）。
【００３２】
＜乾燥工程１＞
Ｎ層まで塗布工程１で実行して形成されたＮ層の積層シート１２を、基材３上に形成されたままの状態で、熱風オーブンに所定時間入れ、所定温度の熱風により乾燥、固化する。
以上の工程により、厚さＴがＷ１、シート幅がＨ、シート長さがＬの薄板状の熱伝導シートが製造される。
【００３３】
上記したように、ノズル２によって、走行方向のＸ方向と、幅方向のＹ方向の両方向に粒子表面２１ａが平行となるように、熱伝導粒子２１を配向させた１層で厚さＴ１のシート１０が基材３上に形成される。この熱伝導粒子２１の配向は、厚さＴ１のシート１０をＮ層に積層した積層シート１２になってもそれぞれの層で維持され、時間経過による状態変化もない。したがって、積層シート１２内の各層で、走行方向と、幅方向の両方向に粒子表面２１ａが平行となるように熱伝導粒子２１は配向されている。積層シート１２を乾燥固化させた後に、基材３と分離すると、熱伝導シートとなる。この熱伝導シートでは、厚さ方向は、積層シート１２の幅方向となる。したがって、上記の本発明の製造方法を用いれば、シート厚さ方向に熱伝導用粒子２１の粒子表面２１ａが平行となるよう熱伝導用粒子２１を配向させた熱伝導シートを製造することができる。
【００３４】
すなわち塗布装置１は、熱伝導シート内に含有される鱗片板状の熱伝導粒子２１の粒子表面２１ａが、シート厚さ方向に略平行となるよう熱伝導粒子２１を配向させた熱伝導シートを製造できる装置である。また塗布装置１は、（１）熱伝導粒子２１を含有する熱伝導シート原料液２０を、熱伝導シート厚さを塗布幅Ｗ１にして吐出するノズル２、（２）ノズル２から吐出される熱伝導シート原料液２０が塗布される基材３が載置されるＸステージ６、（３）ノズル２に熱伝導シート原料液２０を供給する供給装置３０、（４）ノズル２とＸステージ６を一方向であるＸ方向に相対的に移動させる駆動装置（レールとリニアモータ）、（５）基材３に熱伝導シート原料液２０が塗布されて線状塗布膜を形成するごとに上下方向（Ｚ方向）の一方向にノズル２を移動させる上下方向移動装置であるＺステージ７、（６）ノズル２から吐出される熱伝導シート原料液２０が基材３上の同じ位置に繰り返し塗布できるようにＸステージ６の駆動装置とノズル２の移動装置であるＺステージ７とを位置制御する図示しない制御装置と、を備える。
【００３５】
以上の塗布装置１により形成した積層シート１２は、ノズル２から吐出される熱伝導シート原料液２０を全て利用して形成される。したがって本発明の製造方法によれば、熱伝導シートの原材料である熱伝導シート原材料液２０の損失を生じさせることなく、１００％有効利用して、熱伝導シートを製造することができる。さらにまた、積層シート１２は、積層数や塗布長さに制約はないので、塗布幅Ｗ１が小さくても、高さＨとシート長さＬが大きい大面積の形状のものでも容易に形成できる。このことから、本発明の製造方法によれば、大面積薄膜の熱伝導シートを容易に製造することができる。
【００３６】
次に本発明の別の熱伝導シート製造装置である塗布装置１００について、図５を用いて説明する。図５は、塗布装置１００の概略正面断面図である。
【００３７】
塗布装置１００は、図１に示す塗布装置１のＸ方向両側に、乾燥機１１０Ａ、Ｂを追加した以外は、塗布装置１と全く同じである。なおこの乾燥機１１０Ａ、Ｂは、ノズル２とＸステージ６の相対移動方向であるＸ方向に、Ｘステージ６に隣接して設けられている。さらに詳しくいうと、乾燥機１１０Ａ、Ｂは、Ｘ方向に、Ｘステージ６に隣接して両隣に１台ずつ設けられている。乾燥機１１０Ａ、Ｂは、内部の炉内空間１１４Ａ、Ｂに所定温度の熱風を供給する熱風ノズル１１２Ａ、Ｂを備えている。そしてＸステージ６をＸ方向に案内して駆動する図示しないレールとリニアモータは、乾燥機１１０Ａ、Ｂの炉内空間１１４Ａ、Ｂまで延長されて延びている。それによって、乾燥機１１０Ａ、Ｂは、Ｘステージ６とそれに載置して吸着保持される基材３の全てを、内部である炉内空間１１４Ａ、Ｂ内に収納することができる。したがってＸ方向に延長された図示しないレールとリニアモータは、Ｘステージ６に載置された基材３と乾燥機１１０Ａ、Ｂを相対的に移動させる相対移動装置となる。基材３がＸステージ６ごと乾燥機１１０Ａ、Ｂ内部に収納されることによって、基材３上に形成された積層シート１２に所定温度の熱風が当たるので、積層シート１２を乾燥・固化させることができる。
【００３８】
次に、上記の塗布装置１００を用いた熱伝導シートの製造方法について、各工程を追いながら図６を用いて説明する。図６は、本発明の別の熱伝導シートの製造方法をステップ的に示す説明図であり、正面断面図が示されている。塗布装置１を用いた熱伝導シートの製造方法が、シート１０をＮ層積層した積層シート１２を形成してから乾燥・固化させていたのに対し、塗布装置１００を用いた熱伝導シートの製造方法では、シート１０を１層形成するごとに乾燥・固化して、Ｎ層積層した積層シート１２を形成するものである。すなわち熱伝導用粒子２１を含有する液体（熱伝導シート原材料２０）の塗布による線状塗布膜の形成ごとに乾燥を行うものである。この塗布装置１００を用いた熱伝導シートの製造方法は以下に記載する工程１〜工程９よりなる。
【００３９】
＜工程１：準備工程２＞
上記の準備工程１で実施することに加えて、乾燥機１１０Ａ、Ｂを稼働させて、炉内空間１１４Ａ、Ｂを所定温度の熱風で充満させておく（図６（ａ）の状況）。
【００４０】
＜工程２：１層目塗布工程２＞
（１）基材３の塗布開始位置ＸＳの直上にノズル２の吐出口２ａが来るように、Ｘステージ６を駆動して移動させ、そこで停止する。つづいて基材３とノズル２の吐出口２ａの間にクリアランスＣが設けられるように、Ｚステージ７を駆動してノズル２をＺ方向（上下方向）に移動させ、停止させる。（図６（ｂ）の状況）
（２）次にＸステージ６を乾燥機１１０Ａの方向に駆動開始し、塗布速度Ｖで走行させる。これと略同時にバルブ３５を開にして、ノズル２の吐出口２ａから熱伝導シート原料液２０を、圧力Ｐｓに対応した吐出速度にて吐出し、基材３上に厚さＴ１で、塗布幅Ｗ１の線状塗布膜であるシート１０を形成する。（図６（ｃ）の状況）
（３）基材３の走行と熱伝導シート原料液２０の吐出は引き続き行われ、基材３の塗布終了位置ＸＥの直上にノズル２の吐出口２ａが来たら、バルブ３５を閉にするとともに、Ｚステージ７を駆動して、ノズル２を原点位置まで上昇させる。これによって、塗布によるシート１０の形成は終了し、結果として、厚さＴ１、塗布幅Ｗ１、長さＬの１層の線状塗布膜であるシート１０が、基材３上に形成される。なおＸステージ６は、基材３の塗布終了位置から離れた一時停止位置ＸＡが吐出口２ａの直下に来たら停止する。
【００４１】
＜工程３：乾燥工程２Ａ＞
一時停止位置ＸＡで一時停止しているＸステージ６を駆動して、乾燥機１１０Ａの炉内空間１１４Ａ内に、Ｘステージ６全体が移動して、所定時間だけ停止する。これによって基材３上のシート１０の乾燥・固化を行う。（図６（ｄ）の状況）。
【００４２】
＜工程４：２層目塗布工程２＞
（１）基材３の塗布終了位置（Ｘ＝ＸＥ）の直上にノズル２の吐出口２ａが来るように、Ｘステージ６を逆方向に駆動して移動させ、そこで停止する。つづいてシート１０の上面であるシート面１０ａとノズル２の吐出口２ａの間に一定のすきまであるクリアランスＣが設けられるように、Ｚステージ７を駆動してノズル２をＺ方向（上下方向）に移動させ、停止させる。（図６（ｅ）の状況）
（２）次にＸステージ６を再び駆動して乾燥機１１０Ｂの方向に移動開始し、塗布速度Ｖで走行させる。これと略同時にバルブ３５を開にして、ノズル２の吐出口２ａから熱伝導シート原料液２０を、圧力Ｐｓに対応した吐出速度にて吐出し、乾燥固化した１層目のシート１０上に厚さＴ１で、塗布幅Ｗ１の線状塗布膜であるシート１０が積層され、２層の積層シート１２が形成される。（図６（ｆ）の状況）
（３）基材３の逆方向の走行と熱伝導シート原料液２０の吐出は引き続き行われ、基材３の塗布開始位置ＸＳの直上にノズル２の吐出口２ａが来たら、バルブ３５を閉にするとともに、Ｚステージ７を駆動して、ノズル２を原点位置まで上昇させる。これによって、塗布による線状塗布膜であるシート１０の形成は終了し、結果として、高さＨ＝２×Ｔ１、塗布幅Ｗ１、長さＬの２層塗布膜である積層シート１２が、基材３上に形成される。なおＸステージ６は、基材３の塗布開始位置から離れた一時停止位置ＸＢが吐出口２ａの直下に来たら停止する。
【００４３】
＜工程５：乾燥工程２Ｂ＞
一時停止位置ＸＢで一時停止しているＸステージ６を駆動して、乾燥機１１０Ｂの炉内空間１１４Ｂ内に、Ｘステージ６全体が移動して、所定時間だけ停止する。これによって１層目の乾燥固化したシート１０上に新たにシート１０が積層された２層の積層シート１２の乾燥・固化を行う。（図６（ｇ）の状況）。
【００４４】
＜工程６：Ｎ（奇数）層目塗布工程２＞
基材３の塗布開始位置ＸＳで、基材３上の高さＨ＝（Ｎ−１）×Ｔ１の積層シート１２の最上面とノズル２の吐出口２ａの間にクリアランスＣが設けられるように、Ｚステージ７を駆動してノズル２をＺ方向に移動させ、停止させる以外は、１層目塗布工程２をそのまま繰り返す。
【００４５】
＜工程７：乾燥工程２Ａ＞
＜工程８：Ｎ（偶数）層目塗布工程２＞
基材３の塗布終了位置ＸＥで、基材３上の高さＨ＝（Ｎ−１）×Ｔ１の積層シート１２の最上面とノズル２の吐出口２ａの間にクリアランスＣが設けられるように、Ｚステージ７を駆動してノズル２をＺ方向に移動させ、停止させる以外は、２層目塗布工程２をそのまま繰り返す。
【００４６】
＜工程９：乾燥工程２Ｂ＞
以降、積層シート１２が所定の高さＨに積層されるまで、工程６〜工程９を繰り返す。
【００４７】
上記の塗布装置１００を用いた熱伝導シートの製造方法を用いれば、塗布装置１を用いた熱伝導シートの製造方法と同じように、シート厚さ方向に熱伝導粒子２１の粒子面２１ａが平行となるよう熱伝導粒子２１を配向させた熱伝導シートを、製造することができる。また積層シート１２は、ノズル２から吐出される熱伝導シート原料液２０を全て利用して形成している。したがって塗布装置１００を用いた製造方法であっても、熱伝導シートの原材料の損失を生じさせることなく、１００％有効利用して、熱伝導シートを製造することができる。さらにまた、塗布装置１００を用いた製造方法ではシート１０を１層形成するごとに乾燥・固化して、Ｎ層に積層した積層シート１２を形成するので、熱伝導シート原料液２０の粘度等の特性や、積層数に制約がない。したがって、小さな塗布幅Ｗ１でも安定して大きなシート長さＬと高さＨの積層シート１２を形成できる。その結果、小さな厚さＴ（＝塗布幅Ｗ１）で、シート幅（＝高さＨ）とシート長さＬがより大きい、すなわち薄板で大面積の熱伝導シートを容易に製造することができる。
【００４８】
なお塗布装置１００で、乾燥機１１０Ａ、Ｂをどちらか１台にして、一層のシート１０を形成するごとに、１台の乾燥機との間を往復することで、塗布と乾燥固化を繰り返して積層シート１２を形成するようにしてもよい。
【００４９】
それを具体化したのが図７に示す塗布装置２００である。図７は塗布装置２００の概略正面断面図である。塗布装置２００は、塗布装置１００から乾燥機１１０Ｂを省き、乾燥機１１０Ａのみとしたものである。
【００５０】
さらにまた、塗布装置１００、２００で、Ｘステージ６を固定し、ノズル２と乾燥機１１０Ａ、Ｂを相対的に移動するようにしてもよい。
【００５１】
また、塗布装置１と塗布装置１００に用いられているノズル２を図８に示すノズル１２０に置き換えてよい。図８はノズル１２０の概略側面断面図である。ノズル１２０は、１つのマニホールド１２０ｂに対して、同じ形状の吐出口１２０ａ、ランド１２０ｃを複数個設け、同じ塗布幅Ｗ１のシート１０を複数個同時に形成することができるようにしたもので、生産性を非常に高めることができる。
【００５２】
また図９に示す、本発明のさらに別の熱伝導シート製造装置である塗布装置３００を用いて、熱伝導シートを製造してもよい。図９は、塗布装置３００の概略正面断面図である。塗布装置３００は、図１に示す塗布装置１の上下を逆にした以外は、塗布装置１と全く同じである。塗布装置３００では、基材３の下向きにシート１０を積層して積層シート１２を形成することができる。塗布装置３００を用いると、（Ｎ−１）層の積層シート１２の下側にＮ層目のシート１０をぶら下げる形で積層することになる。この場合、（細長い）つららが形成されるのと同様に、より小さな塗布幅Ｗ１でも形状を安定保持して制約なく下側に積層することができる。したがって、より薄膜で大面積の熱伝導シートを、容易に製造することができる。なお、塗布装置３００を用いた熱伝導シートの製造方法は、塗布装置１を用いた熱伝導シートの製造方法と、高さＨの積層シート１２最下面とノズル２の吐出口２ａとの間のクリアランスＣが設けられるようにすること以外全く同じである。
【００５３】
なお、熱伝導シートに含有される熱伝導粒子２１については、ＢＮ（窒化ホウ素）が好ましく用いられる。
【００５４】
また、上記の製造方法でシート１０を基材３上に形成開始するにあたっては、基材３を静止状態から塗布速度で走行開始させるのとほぼ同時に、ノズル２から熱伝導シート原料２０を基材３に吐出したが、塗布速度Ｖで走行する基材３に対して、ノズル２から熱伝導シート原料液２０を吐出するようにしてもよい。
【００５５】
さらに、これまでの説明ではＺステージ７の駆動によりノズル２を上下方向に移動させる形態のみを説明したが、ノズル２の代わりにＸステージ６を上下方向に移動させることでも同じことを実現できる。この形態ではＸステージ６が上下方向移動装置となる。
【実施例】
【００５６】
塗布装置１００を用いた製造方法で熱伝導シートを製造した実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５７】
熱伝導シート原料液２０には、窒化ホウ素からなる熱伝導粒子２１を重量比で５９％、ポリイミド樹脂を重量比で１３％、溶媒としてγ−ＢＬ（γ−ブチロラクトン）を重量比で２８％、だけ含有するように調合した液粘度１０００Ｐのものを用いた。含有される熱伝導粒子２１は、粒子面２１ａが長辺２０〜４０μｍ、短辺１０〜２０μｍの形状で、厚さが０．５〜２μｍの鱗片板状であり、長辺と短辺方向の熱伝導率が８０Ｗ／ｍ・Ｋであった。なおこの熱伝導粒子２１を平均粒子径で表すと、３０μｍであった。また、熱伝導シート原料液２０を吐出するノズル２には、吐出口２ａが、吐出口幅Ｗ２＝０．３ｍｍ、間隙Ｇ＝０．２ｍｍの矩形形状で、ランド２ｃのＺ方向の長さが１０ｍｍのものを使用した。
【００５８】
上記の熱伝導シート原料液２０をタンク３４〜ノズル２まで充填し、圧力Ｐｓ＝０．０５ＭＰａをタンク３４内の熱伝導シート原料液２０に作用させた。また、乾燥機１１０Ａ、Ｂの熱風ノズル１１２Ａ、Ｂからは１００℃の熱風を５ｍ／ｓで吹き出させ、炉内空間１１４Ａ、Ｂを１００℃の熱風で充満させた。
【００５９】
以上の工程１としての準備が完了してから、上記の工程２〜工程３を実行した。工程２では基材３に幅（Ｙ方向長さ）５０ｍｍ、Ｘ方向長さ１００ｍｍ、厚さ２００μｍのＰＥＴフイルムを用いて、Ｘステージ６に吸着保持させた。そして、塗布速度Ｖ＝３ｍｍ／ｓで移動する基材３に対し、クリアランスＣ＝１５０μｍだけ離れた吐出口２ａから、熱伝導シート原料液２０を吐出し、塗布幅Ｗ１＝３００μｍ、シートの長さＬ＝６０ｍｍ、厚さＴ１＝１００μｍの線状塗布膜である、シート１０を形成した。
以降残りの工程を実行して、同じ条件で塗布と乾燥をＮ＝５００の積層を行うまで繰り返した。これによって、高さＨ＝５０ｍｍ、塗布幅Ｗ１＝０．３ｍｍ、シート長さＬ＝６０ｍｍの積層シート１２を形成した。そして、この積層シート１２を基材３からはがして、幅５０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ、シート長さ６０ｍｍの熱伝導シートをえた。そして、形成した熱伝導シートの厚さ方向の熱伝導率を測定したところ、１７Ｗ／ｍＫであり、シート幅方向の熱伝達率５Ｗ／ｍＫよりもはるかに高い熱伝導率となった。
【符号の説明】
【００６０】
１  塗布装置
２  ノズル
２ａ  吐出口
２ｂ  マニホールド
２ｃ  ランド
２ｄ  ランド面
３  基材
６  Ｘステージ
７  Ｚステージ
１０  シート
１０ａ  シート面
１２  積層シート
２０  熱伝導シート原料液
２１  熱伝導粒子
２１ａ  粒子表面
３０  供給装置
３１  圧空源
３２  圧力レギュレータ
３３  配管
３４  タンク
３５  バルブ
１００  塗布装置
１１０Ａ、Ｂ  乾燥機
１１２Ａ、Ｂ  熱風ノズル
１１４Ａ、Ｂ  炉内空間
１２０  ノズル
１２０ａ  吐出口
１２０ｂ  マニホールド
１２０ｃ  ランド
２００  塗布装置
３００  塗布装置
Ｃ  クリアランス
Ｇ  間隙
Ｈ  高さ
Ｌ  シート長さ
Ｔ１  厚さ
ＴＢ  厚さ
Ｗ  シート幅  
Ｗ１  塗布幅
Ｗ２  吐出口幅
ＸＡ：一時停止位置
ＸＢ：一時停止位置
ＸＳ：基材３の塗布開始位置
ＸＥ：基材３の塗布終了位置
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明による熱伝導シートの製造方法は、厚さ方向に高い熱伝導性を有して、半導体、車載用インバータなどの固定に用いることができる薄膜の熱伝導シートを、材料効率よく製造するのに有用である。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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