JP2003110069A - Thermal conduction sheet and composite member using it - Google Patents
Thermal conduction sheet and composite member using itInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】モーターや半導体素子などの電子
装置が動作時に発生した熱を、例えば放熱器へ効率よく
伝導する用途のような放熱用途に用いられる熱伝導性シ
ートに関し、特に優れた熱伝導性を有する熱伝導シート
およびそれを用いた複合部材に関する。[Field of Industrial Application] A heat conductive sheet used for heat dissipation, such as an application for efficiently conducting heat generated during the operation of an electronic device such as a motor or a semiconductor element to a heat radiator. The present invention relates to a heat conductive sheet having conductivity and a composite member using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】集積回路（ＩＣ）チップはますます高速
化される傾向にあり、これに伴い集積回路チップに使用
される電流も増加する傾向にある。また、集積回路チッ
プはより小型化・高集積化される傾向にあり、前記した
ような高速化による電流の増加と相俟って集積回路チッ
プの単位面積あたりの発熱量は増加する傾向にある。2. Description of the Related Art Integrated circuit (IC) chips are becoming faster and faster, and the current used in integrated circuit chips is also increasing accordingly. In addition, integrated circuit chips tend to be more compact and highly integrated, and the amount of heat generated per unit area of the integrated circuit chip tends to increase in combination with the increase in current due to the above-described speedup. .
【０００３】この結果、集積回路チップ周辺の熱膨張に
よる電子回路の動作不良が生じやすくなっており、電子
製品での熱の管理は、集積回路チップ周辺の電子回路設
計における主な課題となっている。As a result, malfunction of the electronic circuit is apt to occur due to thermal expansion around the integrated circuit chip, and heat management in electronic products is a major problem in designing electronic circuits around the integrated circuit chip. There is.
【０００４】このような課題に対する対策として、集積
回路チップに発生した熱をヒートシンクやヒートパイ
プ、冷却ファンなどの熱拡散部材によって拡散する方法
が採られている。As a measure against such a problem, a method of diffusing the heat generated in the integrated circuit chip by a heat diffusing member such as a heat sink, a heat pipe, and a cooling fan is adopted.
【０００５】通常、集積回路チップと熱拡散部材とは直
接接合することができないので、接着性のある熱伝導シ
ートをこれらの間に介して両者が接合されているが、上
記したような集積回路チップの発熱量の増加に伴い、両
者の間に配置される熱伝導シートには優れた熱伝導性が
要求されるようになっている。Normally, since the integrated circuit chip and the heat diffusion member cannot be directly joined to each other, the both are joined together with an adhesive heat conductive sheet interposed therebetween. As the amount of heat generated by the chip increases, the heat conductive sheet arranged between the chips is required to have excellent heat conductivity.
【０００６】また、集積回路チップや熱拡散部材の表面
の粗さや平行度の公差により実接触面積は見かけの接触
面積の数分の一以下であることが多く、集積回路チップ
と熱拡散部材の間に配置される熱伝導シートには高い熱
伝導性が要求されるとともに、優れた密着性も要求され
ている。Further, the actual contact area is often less than a fraction of the apparent contact area due to the tolerance of the surface roughness and parallelism of the integrated circuit chip and the heat diffusion member. The heat conductive sheet arranged between them is required to have high thermal conductivity and also excellent adhesiveness.
【０００７】このような熱伝導性、密着性などの点か
ら、熱伝導シートの材料としてシリコーンゴムシート、
シリコーンゲルパッド、フェイズチェンジパッドなどの
シリコーン系シート、テープ、シリコーン系グリス、オ
イルコンパウンド、絶縁性接着剤、グラファイトシート
などが用いられている。In view of such heat conductivity and adhesiveness, the material of the heat conductive sheet is a silicone rubber sheet,
Silicone-based sheets such as silicone gel pads and phase change pads, tapes, silicone-based grease, oil compounds, insulating adhesives, and graphite sheets are used.
【０００８】さらに熱伝導シートの熱伝導性を向上させ
るため、例えば図１４、１５に示すように、上記したよ
うな樹脂材料１０に例えば銀、アルミナ、ダイアモンド
などの熱伝導性のよい材料からなる粒子状あるいは繊維
状の熱伝導フィラー１１を分散させることも提案されて
いる。In order to further improve the thermal conductivity of the thermal conductive sheet, for example, as shown in FIGS. 14 and 15, the resin material 10 as described above is made of a material having good thermal conductivity such as silver, alumina or diamond. It has also been proposed to disperse the particulate or fibrous heat conductive filler 11.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１
４、１５に示されることからもわかるように、各熱伝導
性フィラー１１の間には樹脂材料１０が介在しており、
熱伝導経路は熱伝導性の良くない樹脂材料１０などによ
って細かく寸断されているため、結果として高い熱伝導
性を得ることは困難であった。However, as shown in FIG.
As can be seen from FIGS. 4 and 15, the resin material 10 is interposed between the heat conductive fillers 11,
Since the heat conduction path is finely cut by the resin material 10 or the like having poor heat conductivity, it is difficult to obtain high heat conductivity as a result.
【００１０】また、異なる平均粒径を有する熱伝導フィ
ラーを用いるとともに、各熱伝導フィラーの添加率を適
切に制御することによって、熱伝導性フィラーの充填率
を高くすることが提案されているが、充填率を高くして
も依然として各熱伝導性フィラーどうしの間には樹脂材
料などが介在しており、上記したような課題は依然とし
て解決されておらず、大幅な熱伝導性の向上には到って
いない。Further, it has been proposed to increase the filling rate of the thermally conductive filler by using the thermally conductive fillers having different average particle diameters and appropriately controlling the addition rate of each thermal conductive filler. , Even if the filling rate is increased, the resin material and the like are still present between the thermally conductive fillers, and the above-mentioned problems have not been solved yet. I haven't arrived.
【００１１】一方、熱伝導性のみを重視すれば銀や銅か
らなる箔を使用することが望ましいが、このような箔に
は装置の接面形状に追随するための軟質性が低く、作業
上望ましい粘着または接着性も得られないため、熱伝導
シートとして多用されるには到っていない。On the other hand, it is desirable to use a foil made of silver or copper if only the thermal conductivity is emphasized. However, such a foil has low flexibility to follow the shape of the contact surface of the device, and it is difficult to work. Since the desired tackiness or adhesiveness cannot be obtained, it has not been widely used as a heat conductive sheet.
【００１２】また、従来の構造の熱伝導シートは設置時
や使用時に断片化する場合があり、この断片化したもの
が集積回路チップの周辺回路を汚染させたり短絡化させ
る危険性があった。Further, the heat conductive sheet having the conventional structure may be fragmented at the time of installation or use, and there is a risk that the fragmented product contaminates or short-circuits the peripheral circuit of the integrated circuit chip.
【００１３】本発明は上記したような課題を解決するた
めになされたものであって、高い熱伝導性を有するとと
もに、装置の接面に追随可能な軟質性および接着性を有
し、断片化による汚染も少ない熱伝導シートおよびそれ
を用いた複合部材を提供することを目的としている。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a high thermal conductivity, a softness and an adhesiveness capable of following the contact surface of the device, and fragmentation. It is an object of the present invention to provide a heat conductive sheet which is less contaminated by the heat and a composite member using the same.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の熱伝導シート
は、空孔率が２０〜９５％の多孔質樹脂シートの空孔部
の少なくとも一部に、一方の主面から他方の主面まで連
続する金属熱伝導部が形成された熱伝導シートであっ
て、前記各主面における主面の面積に対する前記金属熱
伝導部の面積がいずれも０．５％以上であることを特徴
とする。The heat conductive sheet of the present invention has at least a part of the pores of a porous resin sheet having a porosity of 20 to 95% from one main surface to the other main surface. It is a heat conduction sheet in which a continuous metal heat conduction part was formed, and the area of the above-mentioned metal heat conduction part to the area of the main surface in each above-mentioned main surface is 0.5% or more at all.
【００１５】前記金属熱伝導部はめっき法で形成された
ものであることが好ましく、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ
以上の金属材料からなるものであることが好ましい。The metal heat conducting portion is preferably formed by a plating method and has a heat conductivity of 50 W / m · K.
It is preferably made of the above metal materials.
【００１６】前記熱伝導シートには、少なくとも一方の
主面に接着性あるいは粘着性な樹脂組成物を具備させる
ことが好ましく、前記主面の面積に対する前記樹脂組成
物の面積の割合を５〜８５％とすることが好ましい。It is preferable that at least one main surface of the heat conductive sheet is provided with an adhesive or tacky resin composition, and the ratio of the area of the resin composition to the area of the main surface is 5 to 85. % Is preferable.
【００１７】また、前記接着性あるいは粘着性な樹脂組
成物を形成する代わりに、あるいは形成すると共に、多
孔質樹脂シート自体を接着性あるいは粘着性の物質から
なるものとしてもよい。この場合、前記熱伝導シートの
少なくとも一方の主面における接着性あるいは粘着性の
物質からなる多孔質樹脂シートの面積の割合を５〜８５
％とすることが好ましい。Instead of forming the adhesive or tacky resin composition, or while forming it, the porous resin sheet itself may be made of an adhesive or tacky substance. In this case, the area ratio of the porous resin sheet made of an adhesive or tacky substance on at least one main surface of the heat conductive sheet is set to 5 to 85.
% Is preferable.
【００１８】さらに、本発明の熱伝導シートにおける金
属熱伝導部は、厚さ方向に連続しているだけでなく、熱
伝導シート表面またはシート内部の少なくとも一方にお
いて、面方向に連続した部分を有し、かつ熱伝導シート
の面方向の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であること
が好ましい。Further, the metal heat conducting portion in the heat conducting sheet of the present invention is not only continuous in the thickness direction, but also has a portion continuous in the plane direction on at least one of the surface of the heat conducting sheet and the inside of the sheet. It is preferable that the heat conductivity of the heat conductive sheet in the surface direction is 0.5 W / m · K or more.
【００１９】また、本発明の熱伝導シートは上記したよ
うな熱伝導シートを複数層積層したものであってもよ
く、複数層積層された熱伝導シートは、一方の主面から
他方の主面まで連続する金属熱伝導部を少なくとも一つ
有することが好ましい。The heat-conducting sheet of the present invention may be a laminate of a plurality of the above-mentioned heat-conducting sheets, and the heat-conducting sheet having a plurality of layers laminated from one main surface to the other main surface. It is preferable to have at least one metal heat conducting portion continuous.
【００２０】本発明の複合部材は、上記したような熱伝
導シートと金属部材とをそれぞれ１層以上積層させた複
合部材であって、前記複合部材の少なくとも一部におい
て、一方の主面から他方の主面まで金属部分が連続して
いることを特徴とするものである。The composite member of the present invention is a composite member in which one or more layers of the heat conductive sheet and the metal member as described above are laminated, and in at least a part of the composite member, from one main surface to the other. The metal part is continuous up to the main surface of.
【００２１】本発明の他の複合部材は、一方の主面から
他方の主面に至る貫通孔を少なくとも一つ有する金属部
材と、前記金属部材の貫通孔に埋設された上記熱伝導シ
ートとを有する複合部材であって、前記金属部材の貫通
孔の軸方向と前記熱伝導シートの両主面間に連続する金
属熱伝導部の方向とが一致していることを特徴とするも
のである。Another composite member of the present invention comprises a metal member having at least one through hole extending from one main surface to the other main surface, and the heat conductive sheet embedded in the through hole of the metal member. In the composite member, the axial direction of the through hole of the metal member and the direction of the metal heat conducting portion continuous between both main surfaces of the heat conducting sheet are the same.
【００２２】また、本発明の複合部材においては、上記
したような熱伝導シートに、一方の主面から他方の主面
に至る貫通孔を少なくとも一つ設け、この貫通孔に金属
部材を埋設したものであっても構わない。Further, in the composite member of the present invention, at least one through hole extending from one main surface to the other main surface is provided in the heat conductive sheet as described above, and the metal member is embedded in the through hole. It can be one.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明について説明する。
図１に、本発明の熱伝導シートの一例を示す。本発明の
熱伝導シート１は多孔質樹脂シート２と、この多孔質樹
脂シート２の空孔部の少なくとも一部に、一方の主面３
から他方の主面４まで連続する金属熱伝導部５が形成さ
れている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below.
FIG. 1 shows an example of the heat conductive sheet of the present invention. The heat conductive sheet 1 of the present invention includes a porous resin sheet 2, and at least a part of the pores of the porous resin sheet 2, one main surface 3
To the other main surface 4 of the metal heat conducting portion 5 is formed.
【００２４】多孔質樹脂シート２には複数の空孔部が存
在するが、それぞれの空孔部は完全に閉じたものではな
く、各空孔部どうしは連続したものであり、一方の主面
３から他方の主面４まで空孔部が連続した構造となって
いる。Although the porous resin sheet 2 has a plurality of pores, the pores are not completely closed, and the pores are continuous with each other. The structure has continuous pores from 3 to the other main surface 4.
【００２５】そして、金属熱伝導部５はこの空孔部を埋
めるようにして、多孔質樹脂シート２の一方の主面３か
ら他方の主面４まで連続するように形成されている。こ
のように、一方の主面３から他方の主面４まで連続する
ように金属熱伝導部５を形成することで、熱伝導シート
の熱伝導率を少なくとも１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、金属熱
伝導部の形成範囲を広げれば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする
ことも可能となる。The metal heat conducting portion 5 is formed so as to fill the voids so as to be continuous from one main surface 3 of the porous resin sheet 2 to the other main surface 4. Thus, by forming the metal heat conducting portion 5 so as to be continuous from the one main surface 3 to the other main surface 4, the heat conductivity of the heat conductive sheet is at least 1.5 W / m · K or more. If the range of formation of the heat conducting portion is widened, it is possible to achieve 10 W / m · K or more.
【００２６】従って、例えば半導体チップなどの発熱体
を熱伝導シート１の一方の主面３に接合し、ヒートシン
クなどの熱拡散部材を他方の主面４に接合することで、
発熱体と熱拡散部材とが熱伝導性の高い金属熱伝導部５
により直接接合されるため、発熱体に発生した熱を効率
的に熱拡散部材へと伝達することが可能となる。Therefore, for example, by bonding a heating element such as a semiconductor chip to one main surface 3 of the heat conductive sheet 1 and bonding a heat diffusion member such as a heat sink to the other main surface 4,
The metal heat conduction part 5 having a high heat conductivity between the heating element and the heat diffusion member.
Since it is directly bonded to the heat diffusion member, it is possible to efficiently transfer the heat generated in the heating element to the heat diffusion member.
【００２７】多孔質樹脂シートとしては、空孔率が２０
〜９５％である多孔質樹脂シートが用いられる。多孔質
樹脂シートの空孔率が２０％未満である場合には、金属
熱伝導部の形成が困難となるとともに、軟質性が低下す
ることがあり好ましくない。多孔質樹脂シートの空孔率
が９５％を超える場合には、多孔質樹脂シートが過度の
軟質性を有するため、作業性が低下するなどの問題があ
るため好ましくない。The porous resin sheet has a porosity of 20.
A porous resin sheet of ˜95% is used. When the porosity of the porous resin sheet is less than 20%, it is difficult to form the metal heat conducting part and the softness is lowered, which is not preferable. When the porosity of the porous resin sheet exceeds 95%, the porous resin sheet has excessive softness, and there is a problem that workability is deteriorated, which is not preferable.
【００２８】多孔質樹脂シートの空孔率は、好ましくは
５０〜８０％である。このような空孔率を有する多孔質
樹脂シートは適度な軟質性を有するため被着体との密着
性もよく、また金属熱伝導部の形成も容易である。The porosity of the porous resin sheet is preferably 50 to 80%. The porous resin sheet having such a porosity has appropriate softness and therefore has good adhesion to an adherend, and the metal heat conducting portion can be easily formed.
【００２９】多孔質樹脂シート２の構成材料は特に制約
されるものではないが、例えばポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルフォ
ン、ポリビニリデンフロライド、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、
ポリブタジエン、ポリイミド、ポリアミドなどの材料が
好ましい。The constituent material of the porous resin sheet 2 is not particularly limited, but for example, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyester, polycarbonate, cellulose acetate, polyacrylonitrile,
Materials such as polybutadiene, polyimide and polyamide are preferred.
【００３０】これらの材料により形成された多孔質体は
すでに限外ろ過膜やリチウム電池のセパレータなどとし
て実用化されており、本発明での使用にも十分耐えられ
る特性を有するものである。The porous material formed of these materials has already been put to practical use as an ultrafiltration membrane, a separator of a lithium battery, etc., and has a characteristic that it can be sufficiently used in the present invention.
【００３１】このような多孔質樹脂シート２の構成材料
は、好ましくは接着性または粘着性を有するものである
ことが好ましい。熱伝導シート１の多孔質樹脂シート２
として接着性または粘着性を有しないものを使用した場
合には、発熱体や熱拡散部材と接合するために、接着性
または粘着性を有する組成物を熱伝導シート１の表面上
に形成する必要がある。あらかじめ接着性または粘着性
を有する材料からなる多孔質樹脂シート２を用いれば、
このような工程を省略することが可能となり、熱伝導シ
ート１の形成が容易となる。The constituent material of such a porous resin sheet 2 preferably has adhesiveness or tackiness. Porous resin sheet 2 of heat conduction sheet 1
When a material having no adhesiveness or tackiness is used as the above, it is necessary to form a composition having adhesiveness or tackiness on the surface of the heat conductive sheet 1 in order to bond with a heating element or a heat diffusion member. There is. If a porous resin sheet 2 made of a material having adhesiveness or tackiness is used in advance,
Such steps can be omitted, and the heat conductive sheet 1 can be easily formed.
【００３２】金属熱伝導部５は、各主面において、主面
の面積に対する金属熱伝導部の面積がいずれも０．５％
以上となるように形成される。主面の面積に対する金属
熱伝導部の面積が少なくとも０．５％あれば、発熱体に
発生した熱を熱拡散部材へ有効に伝達することが可能と
なる。In each main surface of the metal heat conducting portion 5, the area of the metal heat conducting portion is 0.5% of the area of the main surface.
It is formed as described above. When the area of the metal heat conducting portion is at least 0.5% of the area of the main surface, it is possible to effectively transfer the heat generated in the heating element to the heat diffusion member.
【００３３】金属熱伝導部５は、両主面のほぼ全面に形
成してもよいが、少なくとも一方の主面、例えば被着体
と接合しようとする主面において、金属熱伝導部５が形
成されない部分を残しておくことが好ましい。金属熱伝
導部５が形成されない部分を残しておくことで、例えば
接着性または粘着性の多孔質樹脂シートを用いた場合
に、この部分を利用して被着体との接合が可能となる。
また、この部分に、例えば接着性あるいは粘着性の樹脂
組成物を含浸させて、被着体との接合に利用することも
できる。The metal heat conducting portion 5 may be formed on substantially the entire surfaces of both principal surfaces, but the metal heat conducting portion 5 is formed on at least one principal surface, for example, the principal surface to be joined to the adherend. It is preferable to leave a portion that is not covered. By leaving a portion where the metal heat conducting portion 5 is not formed, for example, when an adhesive or tacky porous resin sheet is used, this portion can be used to bond to an adherend.
Further, this portion may be impregnated with, for example, an adhesive or tacky resin composition and used for joining with an adherend.
【００３４】このように被着体との接合を考慮した場
合、金属熱伝導部５を形成する範囲は、被着体と接合す
る主面において、主面の面積に対する金属熱伝導部の面
積の割合で９５％以下、さらに接着性を高める場合には
２０〜６０％とすることが好ましい。When the joining with the adherend is taken into consideration in this way, the range in which the metal heat conducting portion 5 is formed is the area of the metal heat conducting portion with respect to the area of the main surface in the main surface joined with the adherend. The ratio is preferably 95% or less, and in the case of further improving the adhesiveness, it is preferably 20 to 60%.
【００３５】金属熱伝導部５の構成材料としては、めっ
きが可能な金属であれば特に制限されるものではない
が、熱伝導性シートには高い熱伝導性が要求されている
ことから、単体での熱伝導率が高いものが好ましい。The constituent material of the metal heat conducting portion 5 is not particularly limited as long as it is a metal that can be plated, but since the heat conducting sheet is required to have high heat conductivity, it is a single substance. It is preferable that the thermal conductivity at is high.
【００３６】具体的には、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上である金属材料を使用することが望ましい。以下に、
金属熱伝導部の構成材料として好ましい金属材料の一例
とその熱伝導率を示す。Specifically, it is desirable to use a metal material having a thermal conductivity of 50 W / m · K or more. less than,
An example of a metal material preferable as a constituent material of the metal heat conduction part and its thermal conductivity are shown.
【００３７】 銀 ： 427 W／m・K 銅 ： 398 W／m・K 金 ： 315 W／m・K 亜鉛 ： 121 W／m・K カドミウム ： 96.8 W／m・K ニッケル ： 90.5 W／m・K クロム ： 90.3 W／m・K パラジウム ： 75.5 W／m・K 白金 ： 71.4 W／m・K すず ： 66.6 W／m・K[0037] Silver: 427 W / m ・ K Copper: 398 W / m ・ K Gold: 315 W / m ・ K Zinc: 121 W / m ・ K Cadmium: 96.8 W / m ・ K Nickel: 90.5 W / m ・ K Chrome: 90.3 W / m ・ K Palladium: 75.5 W / m ・ K Platinum: 71.4 W / m ・ K Tin: 66.6 W / m ・ K
【００３８】例えば、金属熱伝導部の構成材料として銅
を用いた場合、熱伝導シートの熱伝導率は以下のように
なる。For example, when copper is used as the constituent material of the metal heat conducting portion, the heat conductivity of the heat conducting sheet is as follows.
【００３９】銅の熱伝導率は、上記したように３９８Ｗ
／ｍ・Ｋである。金属熱伝導部が図１に示されるように
ピラー状である場合、厚さ方向投影面積中ピラーの占め
る面積比をＡ（％）、多孔質体の空孔率をＢ（％）、金
属部の充填率をＣ（％）、とすると、この銅シートの熱
伝導率は３９８×（Ａ／１００）×（（１００−Ｂ）／
１００）×（Ｃ／１００）となる。ここで、Ｃの概念
は、めっき時に空孔部を完全に埋める事が難しく、ボイ
ドのような状態で空孔部が金属内あるいは金属と多孔質
樹脂の界面に残るために計算される。The thermal conductivity of copper is 398 W as described above.
/ M · K. When the metal heat conduction part has a pillar shape as shown in FIG. 1, the area ratio of the pillars in the projected area in the thickness direction is A (%), the porosity of the porous body is B (%), and the metal part is C (%), the thermal conductivity of this copper sheet is 398 x (A / 100) x ((100-B) /
100) × (C / 100). Here, the concept of C is calculated because it is difficult to completely fill the voids during plating, and the voids remain in the metal or at the interface between the metal and the porous resin in a void-like state.
【００４０】例えば、ピラーが格子状配置になってお
り、ピラー径：ピラー間隔＝１：１、多孔質体の空孔率
が７０％、金属部の充填率が８０％であれば、樹脂や空
孔部の熱伝導率を０Ｗ／ｍ・Ｋと仮定しても熱伝導率は
４３．８Ｗ／ｍ・Ｋとなる。For example, if the pillars are arranged in a lattice, the pillar diameter: pillar interval = 1: 1, the porosity of the porous body is 70%, and the filling rate of the metal part is 80%, the resin or Even if the thermal conductivity of the holes is assumed to be 0 W / m · K, the thermal conductivity is 43.8 W / m · K.
【００４１】本発明においては、多孔質樹脂シート２に
金属熱伝導部５のみを形成したものであってもよいが、
多孔質樹脂シート２の少なくとも一方の主面に接着性あ
るいは粘着性な樹脂組成物を形成してもよい。この場
合、金属熱伝導部５の露出している面を樹脂組成物が覆
わないように、樹脂組成物を形成することが好ましい。In the present invention, the porous resin sheet 2 may be formed with only the metal heat conducting portion 5, but
An adhesive or tacky resin composition may be formed on at least one main surface of the porous resin sheet 2. In this case, it is preferable to form the resin composition so that the exposed surface of the metal heat conducting part 5 is not covered with the resin composition.
【００４２】このような樹脂組成物は、主面の面積に対
する樹脂組成物の面積の割合で、５〜８５％程度設ける
ことが好ましい。このように樹脂組成物を５％程度設け
ることで被着体との接合が可能となる。また、樹脂組成
物は８５％程度設けることで、被着体との十分な接合が
可能となる。It is preferable that such a resin composition is provided in a proportion of the area of the resin composition to the area of the main surface of about 5 to 85%. By providing about 5% of the resin composition in this way, bonding with the adherend becomes possible. Further, by providing the resin composition in an amount of about 85%, sufficient bonding with the adherend becomes possible.
【００４３】しかしながら、樹脂組成物の形成範囲が広
い場合には接合力は高くなるものの、熱伝導シートの熱
伝導性が低下するため、樹脂組成物の形成範囲は５０％
以下とすることが好ましい。However, when the forming range of the resin composition is wide, the bonding strength is high, but the thermal conductivity of the heat conducting sheet is lowered, so that the forming range of the resin composition is 50%.
The following is preferable.
【００４４】接着性または粘着性を有する樹脂組成物と
しては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブ
タジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、クロロプ
レンゴム、ニトリルゴムなどをエラストマー成分とする
ゴム系粘着材やアクリル系粘着材が挙げられる。Examples of the resin composition having adhesiveness or tackiness include, for example, rubber-based adhesives and acrylic-based adhesives containing natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, etc. as an elastomer component. Adhesive materials may be mentioned.
【００４５】次に、本発明の熱伝導シートの作製につい
て説明する。本発明に用いられる多孔質樹脂シートとし
て、上記したような樹脂材料、例えばポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスル
フォン、ポリビニリデンフロライド、ポリエステル、ポ
リカーボネート、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリ
ル、ポリブタジエン、ポリイミド、ポリアミドなどから
なる多孔質樹脂シートを使用する。Next, the production of the heat conductive sheet of the present invention will be described. As the porous resin sheet used in the present invention, the resin material as described above, for example, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyester, polycarbonate, cellulose acetate, polyacrylonitrile, polybutadiene, polyimide, A porous resin sheet made of polyamide or the like is used.
【００４６】次に、このような樹脂材料からなる多孔質
樹脂シートに金属熱伝導部を形成する。本発明の熱伝導
シートでは各種のめっき法を用いて金属熱伝導部を作製
することができるが、一例としてイオン交換性基を利用
してめっきを行う金属化処理方法を用いた場合について
以下に説明する。Next, a metal heat conducting portion is formed on the porous resin sheet made of such a resin material. In the heat conductive sheet of the present invention, the metal heat conductive portion can be produced by using various plating methods, but as an example, the case of using the metallizing method of plating using an ion-exchange group will be described below. explain.
【００４７】まず、多孔質樹脂シートの金属熱伝導部を
形成しようとする多孔質構造小孔内表面に、光照射によ
りイオン交換性基を生成するオニウム塩誘導体、スルフ
ォニウムエステル誘導体、カルボン酸誘導体およびナフ
トキノンジアジド誘導体のうちの少なくとも1種の誘導
体、または光照射によってイオン交換性基を消失する化
合物を含有する感光性組成物を被着させる。First, an onium salt derivative, a sulfonium ester derivative, or a carboxylic acid, which produces an ion-exchange group on irradiation with light, is formed on the inner surface of the small pores of the porous structure to form the metal heat conducting portion of the porous resin sheet. A photosensitive composition containing at least one derivative selected from the group consisting of a derivative and a naphthoquinonediazide derivative, or a compound capable of eliminating an ion-exchange group upon irradiation with light is applied.
【００４８】多孔質構造小孔内表面に感光性組成物層が
被着された状態で、所定パターンが形成されたマスクを
介して上記多孔質体小孔表面の感光組成物をパターン露
光し、露光部にイオン交換性基を生成あるいは消失させ
る。With the photosensitive composition layer deposited on the inner surfaces of the pores of the porous structure, the photosensitive composition on the surface of the pores of the porous material is pattern-exposed through a mask having a predetermined pattern formed thereon. Ion-exchange groups are generated or eliminated in the exposed area.
【００４９】パターン露光により生成したイオン交換性
基のパターンに銅や銀などの金属あるいはその金属イオ
ンを結合させて多孔質樹脂シートの一方の主面から他方
の主面まで連続する金属熱伝導部を形成する。A metal heat conduction part which is continuous from one main surface of the porous resin sheet to the other main surface by binding a metal such as copper or silver or its metal ion to the pattern of the ion-exchange group generated by the pattern exposure. To form.
【００５０】この後、必要に応じて、多孔質樹脂シート
の金属熱伝導部が形成されなかった部分、すなわち空孔
部として残っている部分に接着性あるいは粘着性の樹脂
組成物を含浸させるなどして、熱伝導シートに接着性を
もたせてもよい。After that, if necessary, an adhesive or sticky resin composition is impregnated into a portion of the porous resin sheet where the metal heat conducting portion is not formed, that is, a portion remaining as a void portion. Then, the heat conductive sheet may have adhesiveness.
【００５１】次に、本発明の熱伝導シートの他の実施形
態について図を参照して説明する。図２〜６は、熱伝導
シートの断面形状を示したものである。図２は、多孔質
樹脂シートの両主面の近傍部の一部を半球状に残して
（金属熱伝導部非形成部６）、両主面に連続する金属熱
伝導部５を形成したものである。金属熱伝導部５の形成
範囲が広いため、熱伝導シート１の熱伝導性を向上させ
ることが可能である。金属熱伝導部非形成部６は、その
まま空孔部として残しておいてもよいし、この部分に接
着性あるいは粘着性な樹脂組成物を含浸させて、被着体
との接合に利用してもよい。Next, another embodiment of the heat conductive sheet of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 to 6 show the cross-sectional shape of the heat conductive sheet. FIG. 2 shows that a part of the vicinity of both main surfaces of the porous resin sheet is left in a hemispherical shape (metal heat conducting portion non-forming portion 6), and continuous metal heat conducting portions 5 are formed on both main surfaces. Is. Since the formation range of the metal heat conducting portion 5 is wide, the heat conductivity of the heat conducting sheet 1 can be improved. The metal heat conducting portion non-forming portion 6 may be left as it is as a void portion, or this portion may be impregnated with an adhesive or sticky resin composition and used for bonding to an adherend. Good.
【００５２】金属熱伝導部非形成部６は必ずしも熱伝導
シート１の両主面に形成しなければならないものではな
く、図３に示すように、一方の主面のみに形成してもよ
い。また、金属熱伝導部非形成部６は、図２、図３に示
されるような半球状のものの他に、図４に示すような円
錐状であってもよく、その形状は特に制限されるもので
はない。The metal heat conduction part non-formation part 6 does not necessarily have to be formed on both main surfaces of the heat conduction sheet 1, and may be formed on only one main surface as shown in FIG. Further, the metal heat conduction part non-formation part 6 may have a hemispherical shape as shown in FIGS. 2 and 3, or a conical shape as shown in FIG. 4, and its shape is not particularly limited. Not a thing.
【００５３】図５は、金属熱伝導部５の断面積が、一方
の主面から他方の主面に向けて徐々に大きくなるもの
と、小さくなるものとを同時に形成した熱伝導シートを
示したものである。このように金属熱伝導部５は、厚さ
方向に沿って断面積を同じとする必要は必ずしもない。
また、図６に示されるように、一方の主面の断面積が大
きく、他方の主面の断面積が小さい金属熱伝導部５を複
数形成してもよい。FIG. 5 shows a heat conductive sheet in which the cross-sectional area of the metal heat conductive portion 5 is formed such that the cross sectional area gradually increases from one main surface toward the other main surface and the cross sectional area decreases simultaneously. It is a thing. As described above, the metal heat conducting parts 5 do not necessarily have to have the same cross-sectional area along the thickness direction.
Further, as shown in FIG. 6, a plurality of metal heat conducting parts 5 may be formed in which one main surface has a large cross-sectional area and the other main surface has a small cross-sectional area.
【００５４】図７〜１１は、熱伝導シート１の主面を示
したものである。図７は、金属熱伝導部５を格子状に熱
伝導シートの全面にわたって連続的に形成したものであ
り、格子状の金属熱伝導部５の隙間部分を金属熱伝導部
非形成部６としたものである。7 to 11 show the main surface of the heat conductive sheet 1. In FIG. 7, the metal heat conducting parts 5 are continuously formed in a lattice shape over the entire surface of the heat conducting sheet, and the gaps between the metal heat conducting parts 5 in the lattice form are the metal heat conducting part non-forming parts 6. It is a thing.
【００５５】この金属熱伝導部５および金属熱伝導部非
形成部６は、熱伝導シート１の一方の主面から他方の主
面まで連続して同一の断面形状としてもよいし、あるい
は内部で断面形状を変化させてもよく、少なくとも一方
の主面から他方の主面まで金属熱伝導部５が連続する部
分があれば断面形状は特に制限されない。The metal heat conducting portion 5 and the metal heat conducting portion non-forming portion 6 may have the same sectional shape continuously from one main surface of the heat conducting sheet 1 to the other main surface, or inside. The cross-sectional shape may be changed, and the cross-sectional shape is not particularly limited as long as there is a portion where the metal heat conducting portion 5 is continuous from at least one main surface to the other main surface.
【００５６】金属熱伝導部非形成部６は多孔質樹脂シー
トまたは空孔部のままにしておいてもよいし、あるい
は、この部分に接着性あるいは粘着性な樹脂組成物を含
浸させて、発熱体や熱拡散部材などの被着体との接合に
利用してもよい。The metal heat conducting part non-forming part 6 may be left as a porous resin sheet or a hole part, or this part may be impregnated with an adhesive or sticky resin composition to generate heat. It may be used for joining to an adherend such as a body or a heat diffusion member.
【００５７】このように金属熱伝導部５を面方向に連続
させることで面方向の熱伝導性も向上させることができ
る。このような熱伝導シートは、部分的に発熱量がこと
なる発熱体に接合して用いる場合に好適である。By thus continuing the metal heat conducting portion 5 in the plane direction, the heat conductivity in the plane direction can be improved. Such a heat-conducting sheet is suitable when it is used by being joined to a heating element that has a different amount of heat generation.
【００５８】部分的に発熱量がことなる発熱体に接合し
て使用する場合、面方向に連続した部分がないと一部の
金属熱伝導部５だけが熱の伝達経路となり、熱の拡散は
主として熱拡散部材に到達してからとなるが、面方向に
連続した部分があることで、熱拡散部材に伝達されるま
えに熱伝導シートにおいて熱が面方向にも拡散されるた
め、熱拡散部材へ効率的に熱が伝達される。When used by being joined to a heating element having a different amount of heat generation, if there is no continuous portion in the plane direction, only a part of the metal heat conducting portion 5 serves as a heat transfer path, and the heat is not diffused. Although it mainly reaches the heat diffusion member, since there is a continuous portion in the surface direction, the heat is diffused in the surface direction in the heat conductive sheet before being transferred to the heat diffusion member. Heat is efficiently transferred to the members.
【００５９】例えば、ＩＣチップの内部における発熱は
必ずしも均一でなく、ＩＣチップからヒートシンクなど
に熱を伝出する場合に、熱伝導シートの厚さ方向のみに
熱伝導率が優れていることは効率的ではない。本発明で
は、金属熱伝導を一方向だけではなく、三次元的に行わ
せることで、より優れた熱伝導効果を得ることができ
る。For example, the heat generated inside the IC chip is not always uniform, and when the heat is transferred from the IC chip to a heat sink or the like, it is efficient that the heat conductivity is excellent only in the thickness direction of the heat conductive sheet. Not at all. In the present invention, more excellent heat conduction effect can be obtained by conducting metal heat conduction not only in one direction but in three dimensions.
【００６０】また、面方向に金属熱伝導部を連続させる
場合、面の一方向のみに連続させるだけでなく、他の方
向へも連続させる方が熱伝導効率の点からも作業性の点
からも好ましい。例えば、厚さ方向をＺ方向とし、Ｚ方
向と垂直な面の一方向をＸ方向、これと直交する方向を
Ｙ方向とした場合、Ｘ方向だけでなく、Ｙ方向にも金属
熱伝導部を連続させることが好ましい。Further, when the metal heat conducting portion is continuous in the plane direction, it is not only continuous in one direction of the plane but also continuous in the other direction from the viewpoint of heat conduction efficiency and workability. Is also preferable. For example, when the thickness direction is the Z direction, one direction of the plane perpendicular to the Z direction is the X direction, and the direction orthogonal to the Z direction is the Y direction, the metal heat conducting portion is provided not only in the X direction but also in the Y direction. It is preferable to make it continuous.
【００６１】さらに、面方向への熱伝導率が均一となる
ように、面方向への金属熱伝導部の形成は、Ｘ方向およ
びＹ方向へほぼ等しい連続形状とすることが好ましい。
このような面方向に形成される金属熱伝導部は必ずしも
熱伝導シートの一端面から他方の端面まで連続している
必要はなく、部分的に連続させたものであっても十分な
効果を得ることができる。Further, in order to make the heat conductivity in the plane direction uniform, it is preferable that the metal heat conducting portion is formed in the plane direction in a continuous shape which is substantially equal in the X and Y directions.
The metal heat conducting portion formed in such a plane direction does not necessarily need to be continuous from one end surface to the other end surface of the heat conductive sheet, and even if partially continuous, a sufficient effect can be obtained. be able to.
【００６２】本発明の熱伝導シートにおいては、このよ
うな構造を採用することにより、熱伝導シートの面方向
の熱伝導率を０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好まし
い。熱伝導シートの面方向の熱伝導率を０．５Ｗ／ｍ・
Ｋ以上とすることで、上記したような部分的に発熱量の
異なる発熱体に接合する場合においても、効率的な熱の
拡散を行うことが可能となる。In the heat conductive sheet of the present invention, by adopting such a structure, it is preferable that the thermal conductivity in the surface direction of the heat conductive sheet is 0.5 W / m · K or more. The thermal conductivity of the heat conductive sheet in the surface direction is 0.5 W / m.
By setting it to K or more, it becomes possible to diffuse heat efficiently even when it is joined to a heating element having a partially different heating value as described above.
【００６３】図８〜１１に示される熱伝導シート１は、
金属熱伝導部５および金属熱伝導部非形成部６の形状を
変えた一例を示したものであり、内部構造、効果などは
基本的に図７に示される熱伝導シートと同様のものであ
る。The heat conductive sheet 1 shown in FIGS.
This is an example in which the shapes of the metal heat conduction part 5 and the metal heat conduction part non-formation part 6 are changed, and the internal structure and effects are basically the same as those of the heat conduction sheet shown in FIG. 7. .
【００６４】本発明においては、熱伝導シート１の金属
熱伝導部５および金属熱伝導部非形成部６の形状は、上
記したようなものに限られず、要求される熱伝導性、接
着性などを考慮して、適宜変更することが好ましい。In the present invention, the shapes of the metal heat conducting portion 5 and the metal heat conducting portion non-forming portion 6 of the heat conducting sheet 1 are not limited to those described above, but the required heat conductivity, adhesiveness, etc. Considering the above, it is preferable to appropriately change.
【００６５】本発明の熱伝導シートは、複数の熱伝導シ
ートを積層して新たな熱伝導シートとしてもよい。例え
ば、図１に示されるような円柱状の金属熱伝導部５を複
数有する３枚の熱伝導シート１ａ、１ｂ、１ｃを用意
し、図１２に示されるように、それぞれの金属熱伝導部
５が接合するように積層して１つの熱伝導シート１とし
てもよい。The heat conducting sheet of the present invention may be a new heat conducting sheet by laminating a plurality of heat conducting sheets. For example, three heat conductive sheets 1a, 1b, 1c having a plurality of columnar metal heat conductive parts 5 as shown in FIG. 1 are prepared, and as shown in FIG. May be laminated so as to be joined together to form one heat conductive sheet 1.
【００６６】複数枚積層する場合には、必ずしも個々の
熱伝導シート全てに金属熱伝導部５と金属熱伝導部非形
成部６の両者を形成しなくてもよく、例えば図１３に示
されるように、金属熱伝導部と金属熱伝導部非形成部と
を有する熱伝導シート１ｄ、１ｆとの間に挟まれる熱伝
導シート１ｅは、全体に金属熱伝導部５を形成したもの
であってもかまわない。このように金属熱伝導部５を全
体に形成した熱伝導シート１ｄを用いても、熱伝導シー
ト１ｅ、１ｆの金属熱伝導部非形成部６に接着性あるい
は粘着性な樹脂組成物を含浸させておけば、熱伝導シー
ト１ｄ、１ｅおよび１ｆは確実に接合される。In the case of laminating a plurality of sheets, it is not always necessary to form both the metal heat conducting portion 5 and the metal heat conducting portion non-forming portion 6 on all the individual heat conducting sheets. For example, as shown in FIG. In addition, the heat conduction sheet 1e sandwiched between the heat conduction sheets 1d and 1f having the metal heat conduction portion and the metal heat conduction portion non-formation portion may be formed by forming the metal heat conduction portion 5 on the whole. I don't care. Even if the heat conducting sheet 1d having the metal heat conducting portion 5 formed as described above is used, the metal heat conducting portion non-forming portion 6 of the heat conducting sheets 1e and 1f is impregnated with an adhesive or sticky resin composition. By doing so, the heat conductive sheets 1d, 1e and 1f are surely joined together.
【００６７】また、本発明の熱伝導シートは、他の金属
部材と接合して複合部材とすることも可能である。この
ようなものとしては、上記したような本発明の熱伝導シ
ートの一方の主面に金属部材を積層させたものや、金属
部材の両主面に本発明の熱伝導シートを積層させたもの
が挙げられる。この場合、複合部材の一方の主面から他
方の主面まで、金属部材と熱伝導シートの金属熱伝導部
が連続するような部分が形成されていることが好まし
い。金属部材と熱伝導シートの積層については、特に枚
数、順序が制限されるものではなく、複合部材の主面に
露出するものが金属部材あっても、熱伝導シートであっ
てもかまわない。The heat conductive sheet of the present invention can be joined to another metal member to form a composite member. As such a thing, a metal member is laminated on one main surface of the heat conductive sheet of the present invention as described above, or a heat conductive sheet of the present invention is laminated on both main surfaces of the metal member. Is mentioned. In this case, it is preferable that a portion where the metal member and the metal heat conducting portion of the heat conducting sheet are continuous is formed from one main surface to the other main surface of the composite member. With respect to the lamination of the metal member and the heat conductive sheet, the number and order of the members are not particularly limited, and it may be a metal member or a heat conductive sheet that is exposed on the main surface of the composite member.
【００６８】金属部材としては、例えば金属板や金属箔
からなるものが挙げられる。これらの構成材料としては
一般的な金属材料であれば特に制限されるものではない
が、熱伝導率に優れる金属材料、例えば上記したような
金属熱伝導部に用いられる金属材料を用いることが好ま
しい。Examples of the metal member include those made of a metal plate or a metal foil. The constituent material is not particularly limited as long as it is a general metal material, but it is preferable to use a metal material having excellent thermal conductivity, for example, a metal material used for the metal heat conducting portion as described above. .
【００６９】上記したような積層構造の複合部材以外
に、例えば銅板に、この銅板の主面から他面に至る貫通
孔を設けて、この貫通孔に本発明の熱伝導シートを埋設
するような構造としてもよい。この場合には、金属部材
の貫通孔の軸方向と前記熱伝導シートの両主面間に連続
する金属熱伝導部の方向とが一致していることが好まし
い。In addition to the above-described laminated structure composite member, for example, a copper plate is provided with a through hole extending from the main surface to the other surface of the copper plate, and the heat conductive sheet of the present invention is embedded in the through hole. It may be a structure. In this case, it is preferable that the axial direction of the through hole of the metal member and the direction of the metal heat conducting portion that is continuous between both main surfaces of the heat conducting sheet are the same.
【００７０】このような構造の複合部材の場合には、銅
板と熱伝導シートとの配置を逆にしても構わない。例え
ば、本発明の熱伝導シートに、一方の主面から他方の主
面に至る貫通孔を少なくとも一つ設け、この貫通孔に金
属部材を埋設したものであっても構わない。この金属部
材が埋設された部分は金属材料のみからなるため、熱を
効率よく伝達することが可能となり、複合部材の熱伝導
率を大幅に向上させることが可能となる。In the case of the composite member having such a structure, the arrangement of the copper plate and the heat conductive sheet may be reversed. For example, the heat conductive sheet of the present invention may be provided with at least one through hole extending from one main surface to the other main surface, and a metal member may be embedded in the through hole. Since the portion in which the metal member is embedded is made of only a metal material, heat can be efficiently transferred, and the thermal conductivity of the composite member can be significantly improved.
【００７１】[0071]
【実施例】以下、本発明について実施例を参照して詳説
する。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.
【００７２】（実施例１）ポリテトラフルオロエチレン
多孔質樹脂シート（空孔径０．４μｍ，膜厚３０μｍ、
空孔率８０％）を用意した。一方、感光剤溶液として、
側鎖にナフトキノンジアジド基を有するフェノール樹脂
（ナフトキノンジアジド基の導入率；３３当量ｍｏｌ
％）をアセトンに溶解して、１ｗｔ％のアセトン溶液を
調製した。得られた感光剤溶液を、前述の多孔質樹脂シ
ートにディップ法によりコーティングしたところ、多孔
質の空孔の中も含めて、内部空孔表面が感光剤で被覆さ
れた。(Example 1) Polytetrafluoroethylene porous resin sheet (pore size 0.4 μm, film thickness 30 μm,
A porosity of 80%) was prepared. On the other hand, as a photosensitizer solution,
Phenol resin having a naphthoquinonediazide group in the side chain (introduction rate of naphthoquinonediazide group; 33 equivalent mol
%) Was dissolved in acetone to prepare a 1 wt% acetone solution. When the obtained photosensitizer solution was coated on the above-mentioned porous resin sheet by the dipping method, the surface of the internal pores including the inside of the porous pores were coated with the photosensitizer.
【００７３】この多孔質樹脂シートに対して、オーク製
作所製露光装置（ＨＭＷ−２０１Ｂ）を用いて、ビア径
５０μｍ、ビア間隔５０μｍの格子状配置ビアパターン
のマスクを介して、１．２J／ｃｍ2の照射量で露光し、
露光部にイオン交換性基を生成させた。これにより、感
光剤層には、イオン交換性基からなるパターン潜像が形
成された。Using an exposure apparatus (HMW-201B) manufactured by Oak Seisakusho, 1.2 J / cm was applied to this porous resin sheet through a mask of a grid-shaped via pattern having a via diameter of 50 μm and a via interval of 50 μm. Exposure with a dose of 2 ,
Ion-exchange groups were generated in the exposed areas. As a result, a pattern latent image composed of ion-exchange groups was formed on the photosensitizer layer.
【００７４】潜像が形成された多孔質樹脂シートを、水
素化ホウ素ナトリウム０．０１Ｍ水溶液に３０分間浸漬
した後、蒸留水による洗浄を３回繰り返した。つづいて
０．５Ｍに調整した酢酸銅水溶液に３０分間浸漬後、蒸
留水による洗浄を３回繰り返した。さらに、水素化ホウ
素ナトリウム０．０１Ｍ水溶液に３０分間浸漬後、蒸留
水で洗浄した。さらに無電解銅めっき液（荏原ユージラ
イト社製 ＰＳ−５０３）に４０度で３時間浸漬して銅
めっきを施すことによって、一方の主面から他方の主面
まで連続する金属熱伝導部を形成して、図１に示される
ような熱伝導シートを作製した。The porous resin sheet on which the latent image was formed was immersed in a 0.01 M sodium borohydride aqueous solution for 30 minutes, and then washed with distilled water three times. Subsequently, after immersion for 30 minutes in a copper acetate aqueous solution adjusted to 0.5 M, washing with distilled water was repeated 3 times. Furthermore, after dipping in a 0.01 M sodium borohydride aqueous solution for 30 minutes, it was washed with distilled water. Further, by immersing in an electroless copper plating solution (PS-503 manufactured by Ebara-Udylite Co., Ltd.) at 40 ° C. for 3 hours to perform copper plating, a metal heat conduction part continuous from one main surface to the other main surface is formed. Then, a heat conductive sheet as shown in FIG. 1 was produced.
【００７５】この熱伝導シートの断面をＳＥＭ観察し、
金属熱伝導部内部の銅充填率を調べたところ、約５０％
であった。また、この熱伝導シートの熱伝導率を測定し
たところ３０Ｗ／ｍ・Ｋの数値が得られた。SEM observation of the cross section of this heat conductive sheet
When the copper filling rate inside the metal heat conduction part was investigated, it was about 50%.
Met. Further, when the thermal conductivity of this thermal conductive sheet was measured, a numerical value of 30 W / m · K was obtained.
【００７６】（実施例２）実施例１の熱伝導性シートに
おいて、さらに金属熱伝導部を形成しなかった空孔部に
シリコーン系粘着材（ＧＥ東芝シリコーン製ＴＳＲ１５
１２：１００ｐとＬＲ５０：１ｐの混合物）を含浸さ
せ、１２０℃、５分間の熱処理を行って溶剤をとばすと
ともに架橋させた。(Example 2) In the heat conductive sheet of Example 1, a silicone adhesive (GE Toshiba Silicone TSR15 manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd. was applied to the pores where the metal heat conductive portion was not formed.
A mixture of 12: 100p and LR50: 1p) was impregnated and heat-treated at 120 ° C. for 5 minutes to remove the solvent and crosslink.
【００７７】この実施例の熱伝導シートでは、シリコー
ン系粘着材が金属熱伝導部の表面上に付着し熱伝導性を
妨げていたので、実施例１の熱伝導シートに比較して熱
伝導率が低下し、熱伝導率は５Ｗ／ｍ・Ｋとなった。In the heat conductive sheet of this example, the silicone-based adhesive material adhered to the surface of the metal heat conductive part and hindered the heat conductivity, so that the heat conductivity was higher than that of the heat conductive sheet of the first example. Decreased and the thermal conductivity became 5 W / m · K.
【００７８】（実施例３）実施例１の熱伝導性シートに
おいて、さらに金属熱伝導部を形成しなかった空孔部に
シリコーン系粘着材（ＧＥ東芝シリコーン製ＴＳＲ１５
１２：１００ｐとＬＲ５０：１ｐの混合物）を含浸さ
せ、表面・裏面ともに布で過剰な粘着材を拭き取った
後、１２０℃、５分間の熱処理を行って溶剤をとばすと
ともに架橋させた。(Example 3) In the heat conductive sheet of Example 1, a silicone-based adhesive (GE Toshiba Silicone TSR15 manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd. was applied to the pores where the metal heat conductive portion was not formed.
A mixture of 12: 100p and LR50: 1p) was impregnated, and the excess adhesive was wiped off with a cloth on both the front and back surfaces, and then heat treatment was performed at 120 ° C for 5 minutes to remove the solvent and crosslink.
【００７９】この実施例の熱伝導シートでは、金属熱伝
導部の表面上に付着したシリコーン系粘着材を除去した
ため、実施例２の熱伝導シートに比較して熱伝導率が向
上し、熱伝導率は２８Ｗ／ｍ・Ｋとなった。In the heat-conducting sheet of this example, since the silicone-based adhesive material adhered on the surface of the metal heat-conducting portion was removed, the heat conductivity was improved as compared with the heat-conducting sheet of Example 2, and the heat conduction was improved. The rate was 28 W / mK.
【００８０】（実施例４）多孔質樹脂シートに、実施例
１とは銅充填部（金属熱伝導部５）と非充填部（金属熱
伝導部非形成部６）が反転した潜像を作製した。その
後、無電解めっき法により潜像部に銅を析出させた。こ
の熱伝導シートの断面をＳＥＭ観察し、金属熱伝導部内
部の銅充填率を調べたところ、約５０％であった。この
シートの熱伝導率を測定したところ１２８Ｗ／ｍ・Ｋの
数値が得られた。(Embodiment 4) A latent image in which a copper-filled portion (metal heat conduction portion 5) and a non-filled portion (metal heat conduction portion non-formation portion 6) are reversed from that of Embodiment 1 is formed on a porous resin sheet. did. Then, copper was deposited on the latent image portion by electroless plating. When the cross section of this heat conductive sheet was observed by SEM and the copper filling rate inside the metal heat conductive portion was examined, it was about 50%. When the thermal conductivity of this sheet was measured, a value of 128 W / mK was obtained.
【００８１】（実施例５〜９）図２〜６に示されるよう
な断面形状の金属熱伝導部５および金属熱伝導部非形成
部６を有する熱伝導シートを作製し、熱伝導率を測定し
た。これら実施例５〜９の熱伝導シートの熱伝導率は、
いずれも従来の熱伝導シートに比較して優れたものであ
ることが認められた。(Examples 5 to 9) A heat conductive sheet having a metal heat conducting portion 5 and a metal heat conducting portion non-forming portion 6 having a cross-sectional shape as shown in FIGS. did. The thermal conductivity of the thermal conductive sheets of Examples 5 to 9 is
It was confirmed that each of them was superior to the conventional heat conductive sheet.
【００８２】（実施例１０〜１４）図７〜１１に示され
るような表面形状および内部断面形状を有する金属熱伝
導部５および金属熱伝導部非形成部６を有する熱伝導シ
ートを作製した。なお、金属熱伝導部５および金属熱伝
導部非形成部６はいずれも厚さ方向に連続するように作
製した。その熱伝導率は、いずれも従来の熱伝導シート
よりも優れたものであることが認められた。(Examples 10 to 14) A heat conductive sheet having the metal heat conducting portion 5 and the metal heat conducting portion non-forming portion 6 having the surface shape and the inner cross-sectional shape as shown in FIGS. The metal heat conduction part 5 and the metal heat conduction part non-formation part 6 were both formed so as to be continuous in the thickness direction. It was recognized that the thermal conductivity was superior to that of the conventional thermal conductive sheet.
【００８３】（実施例１５）実施例３で作製したものと
同様の熱伝導シートを３枚用意し、これらをそれぞれの
金属熱伝導部が連続するように接合した。なお、熱伝導
シートどうしの接合は、熱伝導性シートに含浸されたシ
リコーン系粘着材を利用して行った。(Example 15) Three heat conductive sheets similar to those produced in Example 3 were prepared, and these were joined so that the respective metal heat conductive parts were continuous. The heat conductive sheets were joined together by using a silicone-based adhesive material impregnated in the heat conductive sheets.
【００８４】この熱伝導シートの熱伝導率を測定したと
ころ２４Ｗ／ｍ・Ｋの数値が得られた。本発明の熱伝導
シートでは、複数枚積層した場合においても、各熱伝導
シートの金属熱伝導部を連続させることにより、熱伝導
シート全体においても一方の主面から他方の主面まで金
属熱伝導部を連続させることが可能となり、同様の厚さ
を有する従来の熱伝導シートに比べて大幅な熱伝導率の
向上をはかることができる。When the thermal conductivity of this thermal conductive sheet was measured, a numerical value of 24 W / m · K was obtained. In the heat conducting sheet of the present invention, even when a plurality of sheets are laminated, by continuing the metal heat conducting portion of each heat conducting sheet, metal heat conduction from one main surface to the other main surface is achieved even in the entire heat conducting sheet. The parts can be made continuous, and the thermal conductivity can be significantly improved as compared with the conventional thermal conductive sheet having the same thickness.
【００８５】（実施例１６）実施例３で作製したものと
同様の熱伝導シートを２枚用意し、これらの間に前記熱
伝導シートと面積および厚さが同一の銅箔を挟んで接合
し、複合部材を作製した。なお、銅箔と各熱伝導シート
の金属熱伝導部とは連続するように接合し、複合部材の
一方の主面から他方の主面まで金属部分が連続するよう
に形成した。また、銅箔と各熱伝導シートとの接合は、
熱伝導性シートに含浸されたシリコーン系粘着材を利用
して行った。(Example 16) Two heat conductive sheets similar to those produced in Example 3 were prepared, and a copper foil having the same area and thickness as the heat conductive sheet was sandwiched between them and bonded. , A composite member was produced. The copper foil and the metal heat conducting portion of each heat conducting sheet were joined so as to be continuous, and the metal portion was formed so as to be continuous from one main surface to the other main surface of the composite member. Also, the joining of the copper foil and each heat conductive sheet,
It was performed using a silicone-based adhesive material impregnated in the heat conductive sheet.
【００８６】この熱伝導シートの熱伝導率を測定したと
ころ１４０Ｗ／ｍ・Ｋの数値が得られ、同様の厚さを有
する従来の熱伝導シートに比較して優れた熱伝導率を有
することが認められた。When the thermal conductivity of this thermal conductive sheet was measured, a value of 140 W / m · K was obtained, and the thermal conductivity of the thermal conductive sheet may be superior to that of a conventional thermal conductive sheet having a similar thickness. Admitted.
【００８７】[0087]
【発明の効果】本発明は、熱伝導率に優れた金属からな
る金属熱伝導部を多孔質樹脂シートの一方の主面から他
方の主面まで連続して析出させることで、熱伝導シート
の熱伝導性を大幅に向上させることができる。According to the present invention, the metal heat conducting portion made of a metal having excellent heat conductivity is continuously deposited from one main surface of the porous resin sheet to the other main surface thereof, whereby The thermal conductivity can be greatly improved.
【００８８】さらに、金属熱伝導部を表面または内部の
少なくともいずれかで面方向にも連続させることで、熱
伝導を厚さ方向だけでなく、面方向にも行わせることが
でき、３次元的な熱伝導を行わせることにより優れた熱
伝導効果を得ることができる。Further, by making the metal heat conducting portion continuous in the surface direction at least on the surface or inside, heat conduction can be performed not only in the thickness direction but also in the surface direction. An excellent heat conduction effect can be obtained by performing effective heat conduction.
【００８９】また、熱伝導シートの金属熱伝導部が形成
されていない部分に接着性あるいは粘着性の樹脂材料を
具備させることで、熱伝導シートと発熱体または熱拡散
部材との接合を容易に行うことができる。Further, by providing an adhesive or sticky resin material in a portion of the heat conductive sheet where the metal heat conductive portion is not formed, the heat conductive sheet and the heat generating element or the heat diffusion member can be easily joined. It can be carried out.
【００９０】上記したような本発明の熱伝導シートは、
多孔質樹脂シートを用い、その空孔部にイオン交換性基
を利用してめっきを行う金属化処理方法等を用いて銅や
銀などの金属を析出させるため、従来の熱伝導シートに
比べて容易に作製することができる。The heat conductive sheet of the present invention as described above is
Compared with conventional thermal conductive sheets, a porous resin sheet is used to deposit metal such as copper or silver using a metallizing method that uses an ion-exchange group to plate the pores of the resin sheet. It can be easily manufactured.
【００９１】また、上記したような熱伝導シートと金属
部材とを接合することで、熱伝導性に優れる複合部材を
作製することが可能となる。By joining the heat conductive sheet and the metal member as described above, a composite member having excellent heat conductivity can be manufactured.
【図１】本発明の熱伝導シートの一例を示した外観図FIG. 1 is an external view showing an example of a heat conductive sheet of the present invention.
【図２】両主面に半球状の部分を残して金属熱伝導部を
形成した本発明の熱伝導シートの断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat conductive sheet of the present invention in which a metal heat conductive portion is formed by leaving hemispherical portions on both main surfaces.
【図３】一方の主面のみに半球状の部分を残して金属熱
伝導部を形成した本発明の熱伝導シートの断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat conductive sheet of the present invention in which a metal heat conductive portion is formed by leaving a hemispherical portion only on one main surface.
【図４】一方の主面に円錐状の部分を残して金属熱伝導
部を形成した本発明の熱伝導シートの断面図FIG. 4 is a sectional view of a heat conductive sheet of the present invention in which a metal heat conductive portion is formed by leaving a conical portion on one main surface.
【図５】厚さ方向に断面積が増加、減少する２種の金属
熱伝導部を形成した本発明の熱伝導シートの断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat-conducting sheet of the present invention in which two types of metal heat-conducting portions whose cross-sectional areas increase and decrease in the thickness direction are formed.
【図６】厚さ方向に断面積が増加または減少する１種の
金属熱伝導部を形成した本発明の熱伝導シートの断面図FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat conductive sheet of the present invention in which one kind of metal heat conductive portion whose cross-sectional area increases or decreases in the thickness direction is formed.
【図７】本発明の熱伝導シートの表面形状の一例を示し
た図FIG. 7 is a diagram showing an example of the surface shape of the heat conductive sheet of the present invention.
【図８】本発明の熱伝導シートの表面形状の一例を示し
た図FIG. 8 is a diagram showing an example of the surface shape of the heat conductive sheet of the present invention.
【図９】本発明の熱伝導シートの表面形状の一例を示し
た図FIG. 9 is a diagram showing an example of the surface shape of the heat conductive sheet of the present invention.
【図１０】本発明の熱伝導シートの表面形状の一例を示
した図FIG. 10 is a diagram showing an example of the surface shape of the heat conductive sheet of the present invention.
【図１１】本発明の熱伝導シートの表面形状の一例を示
した図FIG. 11 is a view showing an example of the surface shape of the heat conductive sheet of the present invention.
【図１２】複数の熱伝導シートからなる本発明の熱伝導
シートの一例を示した断面図FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a heat conductive sheet of the present invention composed of a plurality of heat conductive sheets.
【図１３】複数の熱伝導シートからなる熱伝導シートに
おいて、中間に配置される熱伝導シートの全体に金属熱
伝導部を形成した場合を示した断面図FIG. 13 is a cross-sectional view showing a case where a metal heat conducting portion is formed on the entire heat conducting sheet disposed in the middle of the heat conducting sheet including a plurality of heat conducting sheets.
【図１４】粒状の熱伝導フィラーを有する従来の熱伝導
シートを示した断面図FIG. 14 is a sectional view showing a conventional heat conductive sheet having a granular heat conductive filler.
【図１５】繊維状の熱伝導フィラーを有する従来の熱伝
導シートを示した断面図FIG. 15 is a cross-sectional view showing a conventional heat conductive sheet having a fibrous heat conductive filler.
１……熱伝導シート、２……多孔質樹脂シート、３，４
……主面
５……金属熱伝導部、６……金属熱伝導部非形成部1 ... Thermal conductive sheet, 2 ... Porous resin sheet, 3, 4
...... Main surface 5 …… Metal heat conduction part, 6 …… Metal heat conduction part non-formation part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 美和 埼玉県川口市領家５丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 (72)発明者 平岡 俊郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 浅川 鋼児 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 堀田 康之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 真竹 茂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BB21 BD01 BD21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Miwa Irie 5-14-25 Ryoke, Kawaguchi City, Saitama Prefecture Mikaru Kawaguchi Factory (72) Inventor Toshiro Hiraoka 1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Kouji Asakawa 1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Yasuyuki Hotta 1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Shigeru Matake 1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research and Development Center F term (reference) 5F036 AA01 BB21 BD01 BD21
Claims (10)
トの空孔部の少なくとも一部に、一方の主面から他方の
主面まで連続する金属熱伝導部が形成された熱伝導シー
トであって、前記各主面における主面の面積に対する前
記金属熱伝導部の面積がいずれも０．５％以上であるこ
とを特徴とする熱伝導シート。1. A heat conduction device comprising a porous resin sheet having a porosity of 20 to 95% and at least a part of the pores each having a metal heat conduction portion continuous from one main surface to the other main surface. A heat conduction sheet, wherein each of the metal heat conduction portions has an area of 0.5% or more with respect to the area of the main surface of each of the main surfaces.
たものであることを特徴とする請求項１記載の熱伝導シ
ート。2. The heat conductive sheet according to claim 1, wherein the metal heat conductive portion is formed by a plating method.
導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求
項１または２記載の熱伝導シート。3. The heat conductive sheet according to claim 1, wherein the metal forming the metal heat conductive portion has a heat conductivity of 50 W / m · K or more.
面に接着性あるいは粘着性な樹脂組成物を有し、前記主
面の面積に対する前記樹脂組成物の面積の割合が５〜８
５％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
１項記載の熱伝導シート。4. An adhesive or tacky resin composition is provided on at least one main surface of the heat conductive sheet, and the ratio of the area of the resin composition to the area of the main surface is 5 to 8.
It is 5%, The heat conductive sheet of any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
面における前記主面の面積に対する前記多孔質樹脂シー
トの面積の割合が５〜８５％であり、かつ少なくとも前
記主面近傍の多孔質樹脂シートが接着性あるいは粘着性
の物質からなることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項記載の熱伝導シート。5. The ratio of the area of the porous resin sheet to the area of the main surface of at least one main surface of the heat conductive sheet is 5 to 85%, and at least the porous resin sheet near the main surface. The heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein is made of an adhesive or tacky substance.
の表面または内部の少なくとも一方において、面方向に
連続した部分を有し、かつ前記熱伝導シートの面方向の
熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とす
る熱伝導シート。6. The metal heat conducting portion has a portion continuous in the surface direction on at least one of the surface and the inside of the heat conducting sheet, and the heat conductivity of the heat conducting sheet in the surface direction is 0. A heat conductive sheet characterized by having a power of 5 W / mK or more.
記熱伝導シートを複数層積層した熱伝導シートであっ
て、 前記複数層積層された熱伝導シートは、一方の主面から
他方の主面まで連続する金属熱伝導部を少なくとも一つ
有することを特徴とする熱伝導シート。7. A heat conductive sheet in which a plurality of layers of the heat conductive sheet according to any one of claims 1 to 6 are laminated, wherein the plurality of layers of the heat conductive sheet are arranged from one main surface to the other surface. A heat-conducting sheet having at least one metal heat-conducting portion continuous to the main surface of the sheet.
記熱伝導シートと金属部材とをそれぞれ１層以上積層さ
せた複合部材であって、前記複合部材の少なくとも一部
において、一方の主面から他方の主面まで金属部分が連
続していることを特徴とする複合部材。8. A composite member obtained by laminating one or more layers of the heat conductive sheet according to claim 1 and a metal member, wherein at least a part of one of the composite members is one of A composite member characterized in that a metal portion is continuous from the main surface to the other main surface.
を少なくとも一つ有する金属部材と、前記金属部材の貫
通孔に埋設された請求項１乃至６のいずれか１項記載の
前記熱伝導シートとを有する複合部材であって、前記金
属部材の貫通孔の軸方向と前記熱伝導シートの両主面間
に連続する金属熱伝導部の方向とが一致していることを
特徴とする複合部材。9. The metal member having at least one through hole extending from one main surface to the other main surface, and the metal member according to claim 1, wherein the metal member is embedded in the through hole. A composite member having a heat conductive sheet, wherein the axial direction of the through hole of the metal member and the direction of the metal heat conductive portion continuous between both main surfaces of the heat conductive sheet are the same. Composite member to be.
孔を少なくとも一つ有する請求項１乃至６のいずれか１
項記載の前記熱伝導シートと、前記貫通孔に埋設された
金属部材とを有することを特徴とする複合部材。10. The method according to claim 1, further comprising at least one through hole extending from one main surface to the other main surface.
7. A composite member, comprising: the heat conductive sheet according to the above item; and a metal member embedded in the through hole.
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