JP6034844B2 - 熱伝導性シートの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明が適用された熱伝導性シート1は、IC等の発熱性電子部品とヒートシンク等の放熱部品との間に配設され、発熱性電子部品の熱をヒートシンク側に伝達させるものである。この熱伝導性シート1を介在させることにより、ヒートシンクに効率よく熱を伝えることができる。
熱伝導性シート1は、炭素繊維及びアルミナの配合割合に応じて、燃焼試験における評価、及び熱伝導性シート1が切り出されるシート母材2の製造時において第1、第2のシリコーン樹脂、炭素繊維、アルミナを混合した混合組成物をシリンジより角柱状に押し出す際の押出しやすさの評価が変化する。なお、シート母材2は、シリンジ内部に設けられたスリットを通過することにより炭素繊維が長手方向に配向され、スリットを通過した後、再度角柱状に成形される。
次いで、図4に示す配合からなる熱伝導性シート1を得るためにシート母材2を個々の熱伝導性シート1にスライスするスライス装置10の構成について説明する。図5に示すように、スライス装置10は、シート母材2を超音波カッターによってスライスすることにより、炭素繊維の配向を保った状態で熱伝導性シート1を形成することができる。したがって、スライス装置10によれば、炭素繊維の配向が厚さ方向に維持された熱伝導特性が良好な熱伝導性シート1を得ることができる。
次いで、スライス装置10によるシート母材2のスライス速度とスライスされる熱伝導性シート1の厚さとの関係について検討した。上述した実施例に示す配合割合で、一辺が20mmの角柱状のシート母材2を形成し、このシート母材2を0.05mm〜0.50mmまで0.05mm毎に厚さの異なる熱伝導性シート1を、超音波カッター12のスライス速度を毎秒5mm、10mm、50mm、100mmに変更してスライスすることにより形成し、各熱伝導性シート1の外観を観察した。なお、超音波カッター12に付与する超音波振動は、発信周波数を20.5kHzとし、振幅を60μmとした。
次いで、スライス装置10によるシート母材2のスライス速度と熱伝導率及び厚さ方向への圧縮率との関係について検討した。上記スライス速度及びシート厚さの検討において変形が見られなかった厚さ0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.50mmでスライス速度が毎秒5mm、10mm、50mm、100mmの各熱伝導性シート1につき、それぞれ熱伝導率及び圧縮率を測定した。測定結果を図9に示す。
なお、図10に超音波カッター12に付与する超音波振動の振幅を50μm、60μm、70μmの3段階に変えてスライスした熱伝導性シート1の各特性を示す。熱伝導性シート1は、図4に示す配合割合で形成し、測定荷重を1kgf/cm2とした。図10に示すように、振幅を70μmとした場合には、熱伝導性シート1は、圧縮率が2.18%と、従来と同様3%より低く、柔軟性、形状追従性に劣る。一方、振幅を50μm、60μmとした場合には、熱伝導性シート1は、3%以上の圧縮率を有し、良好な柔軟性、形状追従性を備える。
なお、シート母材2は、角柱状に限定されず、円柱状など、熱伝導性シート1の形状に応じた各種断面形状を有する柱状に形成することができる。また、熱伝導性フィラとして球状アルミナを用いたが、本発明はこれ以外にも球状の窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリコーン粉、金属粉末のいずれか、あるいはこれらの混合物を用いることができる。
Claims (5)
- シリコーン樹脂と、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛のいずれか、又はこれらの2種以上の混合物である熱伝導性フィラと、炭素繊維とを含有する混合組成物を作成する工程と、
上記混合組成物を柱状に形成するとともに、上記炭素繊維を該柱状の長手方向に配向させる工程と、
上記柱状に形成された混合組成物を熱硬化させ、次いでスライス方向に超音波振動が付与されたカッターによって該柱状の長手方向と直交する方向にスライスする工程とを有し、
上記シリコーン樹脂は、第1のシリコーン樹脂であるポリアルケニルアルキルシロキサンと、第2のシリコーン樹脂であるポリアルキル水素シロキサンとを白金触媒により硬化させて、熱伝導性シートの圧縮率が3%以上となるように上記第1のシリコーン樹脂と上記第2のシリコーン樹脂とを55:45〜50:50の重量比で配合し、
上記超音波振動は、発信周波数が20.5kHzで、振幅を50〜60μmとし、
上記カッターのスライス速度が毎秒50mm以下である熱伝導性シートの製造方法。 - 上記熱伝導性シートの厚さを0.20mm以上にスライスする請求項1記載の熱伝導性シートの製造方法。
- 上記熱伝導性シートの厚さを0.30mm以下にスライスする請求項2記載の熱伝導性シートの製造方法。
- 上記熱伝導性シートの厚さを0.25mm以下にスライスする請求項3記載の熱伝導性シートの製造方法。
- 上記混合組成物をスライスすることにより、
上記熱伝導性フィラが、40〜55体積%の範囲で含有され、
上記炭素繊維が、10〜25体積%の範囲で含有されてなる熱伝導性シート
を形成する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の熱伝導性シートの製造方法。
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