JP4563738B2 - 放熱接着シート及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、発熱体から発生する熱を効率的に逃がす放熱接着シートおよびその製造方法に関する。

近年、電子機器の高性能化、小型化が進み、それに伴い半導体をはじめとする電子部品の高密度化、高機能化も進んでいる。電子部品の高密度化、高機能化によって、電子部品自体が大量の熱を発生するようになっている。この熱をそのまま放置しておくと、当該電子部品の品質を劣化させ、または当該電子部品を損傷させてしまうので、電子部品が発生させる熱を効率よく取り除くための装置又は機構が必要不可欠となっている。

電子部品中の発熱源が発生する熱を取り除く方法として、例えば、シリコーン放熱グリースやシリコーン放熱シートを使用する放熱材を使用する方法が用いられてきた。しかし、これらの放熱材は感圧接着剤としての機能が無く、アルミ冷却フィンと発熱源との間で別途ねじ止め等の手段を用いて固定しなければならないという問題点があった。また、電子機器類の製造工程において、ＣＰＵ等の発熱源やアルミ冷却フィン等にシリコーン放熱シートを固定したい場合に、固定しにくいという問題点もあった。

この問題を解決するために、例えば、特許文献１、２では、電子部品等の発熱源とアルミ冷却フィン等のヒートシンクとの間の固定ができ、かつ放熱性能に優れた放熱シートを提案している。しかしながら、近年環境問題についての関心が高まり、また、家電リサイクル法が施行され、電子部品を再利用することが重要な課題となってきている。上述したような放熱シートをそのまま電子部品に使用すると、電子部品と放熱シートとの剥離が困難であり、電子部品のリサイクルや修理ができないといった問題点が生じていた。
特開２００１−３４８５４２号公報 特開２００３−３１９８０号公報

本発明は上述したような実情に鑑みてなされたものであり、放熱シートを長手方向に一定間隔で短冊状に切断し、一定間隔で隙間を有する放熱接着シートを電子機器に接着させることにより、容易にリサイクルや修理ができるＰＤＰパネルを初めとする電子機器、放熱接着シートおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の目的は、長手方向に放熱シートを一定間隔で短冊状に切断する工程と、前記一定間隔で短冊状に切断した放熱シートを交互に上下方向に分離させ、前記一定間隔で短冊状に切断した放熱シートの少なくとも一方の面に離型フィルムを接着する工程と、前記離型フィルムを接着した後にロールで巻き取る工程と、からなることによって効果的に達成される。

また、本発明の目的は、前記長手方向に放熱シートを一定間隔で短冊状に切断する工程において、前記放熱シートを１００ｍｍ以下の間隔で短冊状に切断することにより効果的に達成される。

さらに、本発明の目的は、上述した製造方法によって得られる放熱接着シートによって効果的に達成される。

また、本発明の放熱接着シートを接着固定した電子機器は、容易にリサイクルや修理が可能となり、本発明の放熱接着シートを、ガラスパネルとアルミパネルとの間に挟入させたＰＤＰパネルも、容易にリサイクルや修理が可能となる。また、軽量化も可能となる。

本発明の放熱接着シートによれば、長手方向に放熱シートを一定間隔で短冊状に切断し、短冊状に切断した放熱シートを交互に上下方向に分離させ、短冊状に切断した放熱シートに離型フィルムを接着し、ロールで巻き取ることにより、放熱接着シートを使用する電子機器等の製造コストの削減を図ることができるようになった。また、本発明の放熱接着シートは、一定間隔で隙間を有しているため、放熱接着シートを使用する電子機器等の軽量化を図ることもできるようになった。

さらに、本発明の放熱接着シートによれば、容易に電子機器等から放熱接着シートを剥離することが可能となり、電子機器等の電子部品等をリサイクルや修理することができるようになった。

以下、本発明の放熱接着シートおよびその製造方法について、図面を参照にしながら詳細に説明する。

図１は、本発明の放熱接着シートの製造方法を示す図である。放熱シート１を切断部２により一定間隔で短冊状に切断し、短冊状に切断した放熱シートを交互に上下方向に分離し、放熱接着シート３を製造する。放熱接着シート３は、離型フィルム供給部４により離型フィルム６が接着され、放熱接着シート３は、離型フィルム６と共に巻き芯によりロール状にされる。

図２は、本発明の放熱接着シート３を示した図である。放熱接着シート３は、一定間隔で短冊状に切断された放熱シート１（黒い部分）と、何もない部分（隙間９）とが交互に配列しているような形状をしている。なお、図２には、説明の便宜上、離型フィルム６を省略している。

本発明で使用する放熱シート１は、例えば、特開２００１−３４８５４２号公報および特開２００３−３１９８０号公報に記載されているような熱伝導度の高い放熱シートを使用することが好ましい。このような放熱シートを使用することにより、放熱効果の優れた放熱接着シートを製造することができる。なお、本発明で使用する放熱シート１は、上述した放熱シート以外に例えば、アクリル系放熱感圧シート、ウレタン系放熱感圧シート、その他シリコーンを使用した放熱シート等公知の種々の放熱シートを使用することができ、これらを複数組合せて使用してもよい。

放熱シート１の厚さは０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。放熱シート１の厚さが０．５ｍｍより小さいと、電子部品等の発熱源から生じた熱を効率良く放熱することができなくなる。一方、２．０ｍｍを超えると、放熱接着シート３の重量が増加するため、電子機器の軽量化をすることができなくなる。

放熱シート１の熱伝導度は、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。熱伝導度が０．３Ｗ／ｍ・Ｋより小さいと、電子部品等の発熱源から生じた熱を十分に放熱することができず、電子部品等の品質や性能を劣化させるおそれがある。

放熱シート１は、切断部２によって一定間隔で短冊状に切断される。切断部２の内部は、図示していないが一定の間隔で切断刃が設置されており、切断刃により一定の間隔で放熱シート１を短冊状に切断する。切断部２内の切断刃を設置する一定の間隔、すなわち放熱シート１を短冊状に切断する間隔は、１００ｍｍ以下であることが好ましい。間隔が１００ｍｍを超えると、図２に示すように、放熱接着シート３の隙間９の長さｌが長くなるため、電子部品等の発熱源から生じた熱を効率良く放熱することができなくなり、電子部品等の品質や性能を劣化させるおそれが生じる。なお、切断部２で使用する切断刃の材質等は特に限定されず、市販されているものを使用しても良いが、利便性等の面から丸刃カッターを使用することが好ましい。

次に切断部２によって一定間隔で短冊状に切断された放熱シート１は、交互に上下方向に分離される。上下方向に分離することにより、放熱接着シート３が製造される。放熱接着シート３は、離型フィルム供給部４により、放熱接着シート３表面に離型フィルム６が接着される。離型フィルム６を接着するのは、放熱接着シート３をロール状にする場合、放熱接着シート３同士が接着するのを防止するためである。この離型フィルム６は、図１に示すように、隙間９と短冊状に切断された放熱シート１にも離型フィルム６が接着される。このようにすることにより、電子部品やＰＤＰパネル等に一度に放熱接着シート３を接着固定することが可能となり、作業効率を大幅に向上させることができるようになるといった利点がある。

本発明で使用する離型フィルム６の材質等は特に限定されず、市販されているものを使用しても良く、離型フィルム６の代わりに、例えば離型紙、離型剤等を使用しても良い。

離型フィルム６は、放熱接着シート３の片面だけでなく、必要に応じて両面に接着させても良い。また、放熱シート１が接着性を有しない場合は、離型フィルム供給部４の設置を省略しても良い。

離型フィルム６が接着された放熱接着シート３は、離型フィルム６と共に巻き芯５によって巻きこまれ、ロール状にされる。ロール状にすることにより、効率良く放熱接着シート３を移動・運搬することができるようになる。また、放熱接着シート３は離型フィルム６と接着しているため、ロールを巻き出しながら、放熱接着シート３を貼りあわせることができ、後述するように放熱接着シート３を使用する電子機器を製造する作業効率を大幅に向上させることができるようになった。

図１に示すように、放熱接着シート３は、上下方向に分離され、それぞれ分離した放熱接着シート３には、離型フィルム６が接着され、巻き芯５によりロール状にされる。すなわち、ロール状の放熱接着シート３を２本製造することができる。

図３は、本発明の放熱接着シート３をプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰパネル）に使用した場合の例を示す図である。映像や情報を写すガラスパネル７とガラスパネル７で発生する熱を放熱するための放熱板（アルミパネル）８との間に、離型フィルム６を剥がされた放熱接着シート３が挟まれる。本発明の放熱接着シート３は、柔らかく、接着性を有するので、発熱体であるガラスパネル７とアルミパネル８への熱伝導効率が増加することになる。本発明の放熱接着シート３は、一定間隔で隙間があるが、放熱シート１を１００ｍｍ以下の間隔で切断することにより、放熱シート１の熱伝導度を損なうことなく、発熱源から熱を放熱することができる。また、本発明の放熱接着シート３は、一定間隔で隙間９があるため、ＰＤＰパネル全体の軽量化を図ることができる。

本発明の放熱接着シート３は、ＰＤＰパネル以外の電子機器の発熱源に接着固定して使用することもできる。このような電子機器は、例えば、ＤＶＤ、携帯電話、ＬＣＤ、ＣＰＵ、パワートランジスタ、ＬＳＩ、ゲーム機、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等種々の公知の電子機器が挙げられる。

また、電子機器に放熱シート１を単独で接着した場合は、放熱シート１を剥離することができず、電子機器のリサイクルや修理をすることができなかったが、本発明の放熱接着シート３では、隙間９があるためであると考えられるが、容易に放熱接着シート３を電子機器から剥離することができ、電子機器のリサイクルや修理をすることができるようになった。

以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

シリコーンを発泡ウレタンフォームに含浸させた放熱シート１（ＴＲ−ＺＡ−２、持田商工製（４９０ｍｍ×１．２５ｍｍ×３５０ｍ：熱伝導度０．７５Ｗ／ｍ・Ｋ））を、切断部２に設置した丸刃カッターで２４．５ｍｍ幅に切断した。切断部２には、予め１９個の丸刃カッターを２４．５ｍｍ間隔で放熱シート１を切断できるように、一定間隔で丸刃カッターを設置した。

丸刃カッターで切断した放熱シート１を交互に上下方向に分離させ、上下共に離型フィルム供給部４を経て離型フィルム６を隙間９と放熱接着シート３に接着させた。予め上下方向に設置した巻き芯５（６インチ紙管）に離型フィルム６と共に巻きこみ、放熱接着シート３をロール状にした。なお、放熱接着シート３をロール状にしたものは、上下共に１本づつ、合わせて２本作製した。

ロール状にした放熱接着シート３を、放熱板（アルミパネル）８に貼り付け、離型フィルム６を剥離し、ガラスパネル７を貼り付け、ＰＤＰパネルを製造した。

実施例１で製造したＰＤＰパネルの放熱板（アルミパネル）８側に５０ｋｇの荷重をかけて、温度８５℃、湿度８５％の条件下でガラスパネルとアルミパネルの接着剥離の有無を観察した。

この結果、１０００時間放置してもガラスパネルとアルミパネルの接着剥離を見つけることができず、本発明の放熱接着シート３は十分な接着保持力があることがわかった。また、ＰＤＰパネルの発熱によってガラスが割れることがなく、放熱効果も維持していることがわかった。

本発明の放熱接着シート３を使用したＰＤＰパネルについて、ガラスパネルとアルミパネルとを分離し、共にリサイクルをすることができるか試験をした。

本発明の放熱接着シート３を使用したＰＤＰパネルについて、各５０インチのアルミパネル８とガラスパネル７を分離するために、細い金属のワイヤーを使用して分離を試みたところ、約３０秒でガラスパネルとアルミパネルを分離することができた。これにより、本発明の放熱接着シート３を使用することにより、電子機器等の部品のリサイクルが容易にできるようになった。

比較例として、アクリル粘着剤で構成された放熱シートをガラスパネルとアルミパネルとの全面に接着したＰＤＰパネルについて、同様に細いワイヤーでガラスパネルとアルミパネルとの分離を試みたところ、アクリル粘着剤がワイヤー全体につき、ガラスパネルとアルミパネルとを分離することができず、ガラスパネルとアルミパネルを共にリサイクルすることはできなかった。

本発明の放熱接着シートの製造方法を示す図である。 本発明の放熱接着シートを示す図である。 ＰＤＰパネルに本発明の放熱接着シートを使用する場合の構成を示す図である。

符号の説明

１ 放熱シート
２ 切断部
３ 放熱接着シート
４ 離型フィルム供給部
５ 巻き芯
６ 離型フィルム
７ ガラスパネル
８ 放熱板（アルミパネル）
９ 隙間

Claims (5)

1. 長手方向に放熱シートを一定間隔で短冊状に切断する工程と、前記一定間隔で短冊状に切断した放熱シートを交互に上下方向に分離させ、前記一定間隔で短冊状に切断した放熱シートの少なくとも一方の面に離型フィルムを接着する工程と、前記離型フィルムを接着した後にロールで巻き取る工程と、からなることを特徴とする放熱接着シートの製造方法。
2. 前記長手方向に放熱シートを一定間隔で短冊状に切断する工程において、前記放熱シートを１００ｍｍ以下の間隔で短冊状に切断する請求項１に記載の放熱接着シートの製造方法。
3. 請求項１または２に記載の製造方法によって得られた放熱接着シート。
4. 請求項３に記載の放熱接着シートを接着固定した電子機器。
5. 請求項３に記載の放熱接着シートを、ガラスパネルとアルミパネルとの間に挟入させたＰＤＰパネル。

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