(57)【要約】【課題】熱伝導シートの端面から熱伝導粒子が離脱することを防ぐことができ、かつ接触熱抵抗が小さく、厚さ方向の熱伝導性に優れた熱伝導シートを得ることを目的とする。【解決手段】熱分解グラファイトシートを粉砕した熱伝導粒子１１ａと樹脂とを混合し、熱伝導粒子１１ａを厚さ方向に配向させたシート状熱伝導体１１の端面のみに、保護層１２を設けたものである。さらに保護層１２の硬度を、シート状熱伝導体１１の硬度よりも高いものとすることにより、より効率的に熱を伝導させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解グラファイトシートを粉砕した熱伝導粒子と樹脂とを混合し、前記熱伝導粒子を厚さ方向に配向させたシート状熱伝導体の端面のみに、保護層を設けてなる熱伝導シート。
【請求項２】
前記シート状熱伝導体の少なくとも表面または裏面に、前記保護層とは異なる硬度の絶縁シートを設けてなる請求項１記載の熱伝導シート。
【請求項３】
前記保護層の硬度を、前記シート状熱伝導体の硬度よりも高いものとしたことを特徴とする請求項１記載の熱伝導シート。
【請求項４】
前記保護層の厚さを、前記シート状熱伝導体の厚さの１／４以上、３／４以下としたことを特徴とする請求項１記載の熱伝導シート。
【請求項５】
熱分解グラファイトシートを粉砕した熱伝導粒子と樹脂とを混合し、前記熱伝導粒子を厚さ方向に配向させたシートを形成する工程と、前記シートを所定の治具に固定する工程と、前記シートに格子状の切欠き部を形成する工程と、前記切欠き部にシリコーンポリマーを流し込み硬化させる工程と、前記シリコーンポリマーが硬化したシリコーンの部分で切断することにより個別の熱伝導シートを得る工程とを備えた熱伝導シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられる厚さ方向の熱伝導性に優れた熱伝導シートおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年電子機器の高性能化に伴い、機器内部で発生する熱量が大きくなり、熱対策が重要となってきている。このため例えばグラファイトシートのような熱伝導シートが用いられる場合が多い。しかしながらグラファイトシートは面方向には非常に大きな熱伝導率を有するため、面方向に熱を拡散する目的には向いているが、厚さ方向の熱伝導率はあまり大きくないため、厚さ方向に熱を伝導する目的には向いていない。そのため、グラファイト粉末を樹脂に混合し、グラファイト粉末を厚さ方向に配向させることにより、所定の厚さを有し、厚さ方向の熱伝導率に優れた熱伝導シートを得ることが提案されている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６３４２１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、グラファイト粉末が厚さ方向に配向していると、熱伝導シートの端部からグラファイト粉末が離脱しやすくなってくる。これに対して、グラファイト粉末は電気伝導性があるため、離脱しない構造が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、熱分解グラファイトシートを粉砕した熱伝導粒子と樹脂とを混合し、前記熱伝導粒子を厚さ方向に配向させたシート状熱伝導体の端面のみに、保護層を設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、熱伝導シートの端面から熱伝導粒子が離脱することを防ぐことができる。一方熱伝導粒子は厚さ方向に配向しているため、熱伝導シートの表面および裏面から熱伝導粒子が離脱することはなく、表面および裏面に保護層を設けないことにより、熱抵抗を小さくすることができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における熱伝導シートの断面図
【図２】本発明の一実施の形態における熱伝導シートの製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態における熱伝導シートについて、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態における熱伝導シートの断面図であって、シート状熱伝導体１１の端面のみに、シリコーンからなる保護層１２を形成している。シート状熱伝導体１１は、熱分解グラファイトシートを粉砕した熱伝導粒子１１ａと樹脂とを混合し、熱伝導粒子１１ａを厚さ方向に配向させたものであり、厚さ（図１のＴ１）は約２．５ｍｍとなっている。熱伝導粒子１１ａを厚さ方向に配向させる方法としては、磁場をかけながら成形する、あるいはシート成形によって面方向に配向させたシートを重ねて一体化し、垂直に切断するという方法等によって実現することができる。このように熱伝導粒子１１ａを厚さ方向に配向させることにより、厚み方向の熱伝導性に優れたシート状熱伝導体１１を得ることができる。このシート状熱伝導体１１の硬さは、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０で規定されるタイプＥ硬度で約２５となっている。このようにシート状熱伝導体１１をやわらかくすることにより、発熱部品、あるいは放熱部品との間の接触熱抵抗を小さくすることができ、効率的に熱を伝達することができる。
【００１１】
保護層１２は、シート状熱伝導体１１の端面のみに形成され、その厚さ（端面からの距離、図１のＴ２）は約１．５ｍｍとなっている。保護層１２はシート状熱伝導体１１の端面全体に形成されている。ここで厚さＴ２は、その最大の厚さを意味する。ここで保護層１２の硬さは、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０で規定されるタイプＥ硬度で約５０となっている。このように保護層１２の硬さを、シート状熱伝導体１１の硬さよりも高いものとしている。そのため、シート状熱伝導体１１を発熱部品、あるいは放熱部品に押し付けたとき、シート状熱伝導体１１は面方向に広がろうとするが、保護層１２の硬さを、シート状熱伝導体１１の硬さより高くしているため、シート状熱伝導体１１の面方向への広がりを抑制することができ、接触熱抵抗を小さくすることができる。特にこのシート状熱伝導体１１は、熱分解グラファイトシートを粉砕した熱伝導粒子１１ａと樹脂とを混合し、熱伝導粒子１１ａを厚さ方向に配向させているが、面方向に広がった場合、配向に乱れが生じやすい。これに対して、本実施の形態では、シート状熱伝導体１１の面方向への広がりを抑制することができ、厚さ方向への熱伝導性を良好な状態に保つことができる。
【００１２】
さらにこの効果を得るためには、保護層１２の厚さを、シート状熱伝導体１１の厚さの１／４以上、３／４以下とすることが望ましい。保護層１２の厚さがシート状熱伝導体１１の厚さの１／４より小さいと、面方向への広がりを抑制する効果が小さくなる。一方保護層１２の厚さがシート状熱伝導体１１の厚さの３／４より大きくなると、熱伝導率に優れた領域が小さくなるので、望ましくない。
【００１３】
また、熱伝導シートに絶縁性が求められる場合、図１のように、シート状熱伝導体１１の表面または裏面に絶縁性樹脂からなる絶縁シート１３を設けても良い。この絶縁シート１３は、シリコーンを用いても良いが、保護層１２とは異なる材料で、その硬度はＡＳＴＭ  Ｄ２２４０で規定されるタイプＥ硬度で約１５と、シート状熱伝導体１１の硬度よりも低いものを用いている。このようにすることにより、発熱部品、あるいは放熱部品との間の接触熱抵抗を小さくすることができ、効率的に熱を伝達することができる。
【００１４】
さらにシート状熱伝導体の大きさを発熱部品の大きさよりも大きくし、シート状熱伝導体のみが発熱部品に当接されるようにすることが望ましい。このようにすることによりシート状熱伝導体と発熱部品との間の接触熱抵抗を小さくすることができる。
【００１５】
次に本発明の一実施の形態における熱伝導シートの製造方法について説明する。
【００１６】
まず熱分解グラファイトシートを粉砕した熱伝導粒子と樹脂とを混合し、熱伝導粒子を厚さ方向に配向させて図２ａのように、厚さ約２．５ｍｍのシート状熱伝導体１１を得る。熱伝導粒子１１ａを厚さ方向に配向させる方法としては磁場をかけながら成形する、あるいはシート成形によって面方向に配向させたシートを重ねて一体化し、垂直に切断するという方法等によって実現することができる。またこのシート状熱伝導体１１の硬さは、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０で規定されるタイプＥ硬度で約２５となっている。このようにすることにより、シート状熱伝導体１１は接触熱抵抗が小さく、厚さ方向の熱伝導に優れたものとなる。
【００１７】
次に図２ｂのようにシート状熱伝導体１１を所定の治具１４に固定する。固定する方法としては、静電吸着、微粘着シート等を用いることができる。
【００１８】
次に図２ｃのように、シート状熱伝導体１１に格子状の切欠き部１５を形成する。この方法としては、金型により打ち抜き、格子状に形成された部分を剥離することにより、切欠き部１５を形成することができる。この切欠き部１５の幅は約３ｍｍとなっている。
【００１９】
次に図２ｄのように、切欠き部１５にシリコーンポリマー１６を流し込み硬化させる。この硬化したシリコーンポリマー１６が保護層１２となる。シリコーンポリマー１６が硬化した後の硬度は、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０で規定されるタイプＥ硬度で約５０となっている。
【００２０】
次に切欠き部１５のほぼ中央部のシリコーンで切断して個片化することにより、図２ｅの熱伝導シートを得る。
【００２１】
なお、シート状熱伝導体１１の少なくとも表面または裏面に、保護層とは異なる硬度の絶縁シートを設ける場合は、治具１４に固定する前に、シート状熱伝導体１１に絶縁シートを貼り合わせておくことが望ましい。このようにすることにより、工程を簡略化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係る熱伝導シートは、熱伝導シートの端面から熱伝導粒子が離脱することを防ぐことができ、かつ接触熱抵抗が小さく、厚さ方向の熱伝導性に優れた熱伝導シートが得られるものであり、産業上有用である。
【符号の説明】
【００２３】
１１    シート状熱伝導体
１１ａ    熱伝導粒子
１２    保護層
１３    絶縁シート
１４    治具
１５    切欠き部
１６    シリコーンポリマー
【図１】
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【図２】
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