JP5140302B2 - 熱伝導性シート - Google Patents

Description

本発明は、発熱体である半導体素子又は各種の電子部品から発生した熱の放散に用いられる熱伝導性シートに関する。

従来、電子機器の回路基板に実装される半導体素子、電子部品等の発熱体から発生する熱を放散させるために、該発熱体と、ヒートシンク、冷却ファン等の放熱体との間に、熱伝導性シート、熱伝導性グリース、熱伝導性接着剤、熱伝導性を有する相変化部材等が介装されている。近年、電子機器の高機能化及び高性能化に伴い、電子部品の消費電力及び発熱量が増大している。また、電子機器の小型化及び薄型化に伴い、電子機器の筐体内において回路基板等の部材を配置するための空間が狭くなっている。例えば電子部品の蓄熱により、該電子部品の処理能力が低下したり、電子部品が破損し易くなったり、電子機器の使用者に不快感が与えられたりすることから、電子部品等の発熱体の蓄熱を回避する必要があり、発熱体の冷却が重要な課題となっている。そのため、熱伝導性シート等には優れた熱伝導性が求められている。

また、発熱体から発生する熱を筐体内の限られた空間内において効果的に拡散させるために、例えばグラファイト、又は金属材料から形成されている熱拡散シートが用いられる。特に、発熱密度が増大している小型化及び薄型化されたモバイル機器では局所的な蓄熱を回避する必要があり、優れた熱拡散性を発揮する熱拡散シートが求められている。熱拡散シートが発熱体に直接接触する場合、熱拡散シートを形成するグラファイト及び金属材料の剛性が高いことから、発熱体の表面形状への熱拡散シートの追従性は低い。そのため、熱拡散シートは発熱体に十分に密着することができず、良好な熱拡散性を発揮することができなかった。

特許文献１〜３には、優れた熱拡散性を発揮するために、例えばグラファイトから形成される熱拡散層の少なくとも片面に柔軟な熱伝導性高分子層が積層されている熱伝導性シートが開示されている。熱伝導性シートには、その使用される個所によっては前記熱拡散性以外にも様々な機能が要求されている。しかしながら、特許文献１〜３に記載の熱伝導性シートは、それらの要求を満たすものではなかった。
特開２００３−１６８８８２号公報 特開２００５−５７０８８号公報 特開２００４−２４３６５０号公報

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、発熱体からの熱の放散用途において、より好適に使用可能な熱伝導性シートを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、高分子マトリックスと、シートの厚み方向に配向した繊維状の熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物から成形される熱伝導性高分子層と、前記熱伝導性高分子層の外面上に設けられる貼着層と、前記貼着層上に設けられる機能層として、グラファイトシート又は金属製シートからなる熱拡散層とを備え、前記熱伝導性高分子層は、前記繊維状の熱伝導性充填材の端部が突出した外面を有し、前記熱伝導性高分子層の静摩擦係数が０．３以下であり、前記貼着層は、前記熱伝導性高分子層よりも小さい外形を有する熱伝導性シートを提供する。
請求項２に記載の発明は、高分子マトリックスと、シートの厚み方向に配向した繊維状の熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物から成形される熱伝導性高分子層と、前記熱伝導性高分子層の外面上に設けられる貼着層と、前記貼着層上に設けられる機能層として、発熱体から前記熱伝導性高分子層への通電を遮断する電気絶縁層とを備え、前記熱伝導性高分子層は、前記繊維状の熱伝導性充填材の端部が突出した外面を有し、前記熱伝導性高分子層の静摩擦係数が０．３以下であり、前記貼着層は、前記熱伝導性高分子層よりも小さい外形を有する熱伝導性シートを提供する。
請求項３に記載の発明は、高分子マトリックスと、シートの厚み方向に配向した繊維状の熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物から成形される熱伝導性高分子層と、前記熱伝導性高分子層の外面上に設けられる貼着層と、前記貼着層上に設けられる機能層としての導電層とを備え、前記熱伝導性高分子層は、前記繊維状の熱伝導性充填材の端部が突出した外面を有し、前記熱伝導性高分子層の静摩擦係数が０．３以下であり、前記貼着層は、前記熱伝導性高分子層よりも小さい外形を有する熱伝導性シートを提供する。

請求項４に記載の発明は、前記貼着層の厚さが５０μｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを提供する。
請求項５に記載の発明は、前記熱伝導性高分子層の貼着層が設けられた外面において、該外面全体の面積に対して貼着層が占める面積の割合が３０％以下である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを提供する。

請求項６に記載の発明は、前記熱伝導性高分子層には、複数の前記貼着層が熱伝導性高分子層の外面全体にわたってドット状に設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを提供する。

請求項７に記載の発明は、前記貼着層が、前記熱伝導性高分子層の周縁部の全体にわたって設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを提供する。

請求項８に記載の発明は、前記熱伝導性高分子層の硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３により規定されるタイプＥによって測定された硬度において５〜８０である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを提供する。
請求項９に記載の発明は、前記繊維状の熱伝導性充填剤の端部が突出した熱伝導性高分子層の外面は、前記熱伝導性高分子組成物からシート状に成形された熱伝導性高分子層の外面の高分子マトリックスが除去されることで形成されたものである請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の熱伝導性シートを提供する。

本発明によれば、発熱体からの熱の放散用途において、より好適に使用可能な熱伝導性シートが提供される。

（第１実施形態）
以下、本発明を熱伝導性シートに具体化した第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る熱伝導性シート１１は、熱伝導性高分子組成物から成形される熱伝導性高分子層１２と、該熱伝導性高分子層１２の外面１２ａ上に形成される貼着層１３と、該貼着層１３上に形成される機能層としての熱拡散層１４とを備えている。各層は、下方から熱拡散層１４、貼着層１３、及び熱伝導性高分子層１２の順に積層されている。以下の説明において、熱伝導性シート１１を単にシート１１といい、熱伝導性高分子組成物を単に組成物といい、熱伝導性高分子層１２を単に高分子層１２という。シート１１は、例えば発熱体と放熱体との間に介在して用いられ、発熱体した発熱体から熱を放散して発熱体を冷却する。

シート１１には、冷却性能、及びハンドリング性が具備されている。冷却性能は発熱した発熱体の冷却のし易さを表す指標であり、高分子層１２の熱伝導性と、熱拡散層１４の熱拡散性とに起因している。即ち、冷却性能は、高分子層１２の熱伝導率、高分子層１２の熱抵抗値、発熱体又は放熱体と熱拡散層１４との高分子層１２の密着性、及び熱拡散層１４の熱拡散性に起因している。シート１１は、高分子層１２の熱伝導率が高いほど、高分子層１２の熱抵抗値が小さいほど、発熱体又は放熱体と熱拡散層１４との高分子層１２の密着性が高いほど、且つ熱拡散層１４の熱拡散性が高いほど、優れた冷却性能を発揮する。

ハンドリング性はシート１１の運搬時などにおける取り扱い易さを表す指標であり、主に高分子層１２の粘着性に起因している。シート１１は、高分子層１２の粘着性が小さいほど運搬時などで容易に取り扱われることができ、優れたハンドリング性を発揮する。

組成物は、高分子マトリックスと、熱伝導性充填材とを含有している。高分子マトリックスは、熱伝導性充填材を高分子層１２内に保持する。高分子マトリックスは、高分子層１２に要求される性能、例えば硬度等の機械的強度、耐熱性等の耐久性、又は電気的特性に応じて選択され、高分子マトリックスとして、例えばシリコーン樹脂が挙げられる。

熱伝導性充填材は、高分子層１２の熱伝導率を高めてシート１１の冷却性能を高める。熱伝導性充填材の形状としては、例えば繊維状、粒子状、及び板状が挙げられるが、好ましくは熱伝導性充填材の少なくとも一部が繊維状に形成されている。以下では、繊維状に形成された熱伝導性充填材、即ち繊維状充填材を含有するシート１１について説明する。繊維状充填材の具体例としては、例えば炭素繊維、及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール前駆体炭素繊維（ＰＢＯ炭素繊維）が挙げられる。繊維状以外の形状を有する熱伝導性充填材、即ち非繊維状充填材の材質としては、例えば酸化アルミニウム、及び水酸化アルミニウムが挙げられる。

組成物中の熱伝導性充填材の含有量は、９０質量％以下が好ましい。熱伝導性充填材の含有量が９０質量％を超えると、高分子層１２の柔軟性が低いことから、高分子層１２が脆くなるとともに、高分子層１２の発熱体および放熱体の表面形状への追従性が低下するおそれがある。組成物は、前記各成分以外にも、例えば高分子層１２の硬度を調整するための可塑剤、及び耐久性を高めるための安定剤を含有してもよい。

高分子層１２は四角板状を有しており、発熱体から放熱体への熱伝導を促進することにより、発熱した発熱体を冷却する。高分子層１２は、高分子マトリックス１５と、熱伝導性充填材１６とを備えている。本実施形態の熱伝導性充填材１６は、繊維状を有する熱伝導性充填材１６、即ち繊維状充填材１６ａと、粒子状を有する熱伝導性充填材１６、即ち粒子状充填材１６ｂとを有している。繊維状充填材１６ａは配向されている。例えば図１（ｂ）及び（ｃ）に示す高分子層１２においては、繊維状充填材１６ａは高分子層１２の厚さ方向に沿って配向されている。そのため、高分子層１２において、厚さ方向の熱伝導率の値は、幅方向の熱伝導率の値に２〜数百を乗じた値と等しい。繊維状充填材１６ａの先端部は、高分子層１２の幅方向に沿って延びるとともに対向する一対の外面１２ａ上に露出している。

高分子層１２の粘着力は非常に小さいことから、高分子層１２の粘着性は、該高分子層１２の静摩擦係数によって示される。即ち、高分子層１２の静摩擦係数が小さい場合には高分子層１２の粘着性が低く、高分子層１２の静摩擦係数が大きい場合には高分子層１２の粘着性が高い。高分子層１２の静摩擦係数は１．０以下であり、好ましくは０．３以下である。高分子層１２の静摩擦係数が１．０を超えると、高分子層１２の粘着性が過剰に高いことから、シート１１の例えば発熱体への取り付けが困難になる。高分子層１２の静摩擦係数の下限は特に限定されず、高分子層１２の静摩擦係数が小さいほど、シート１１が例えば発熱体に容易に取り付けられる。高分子層１２の静摩擦係数が１．０以下の場合、高分子層１２の外面１２ａを指で触った際に高分子層１２が指に粘着せず、高分子層１２がそれ自身の粘着性によって熱拡散層１４に粘着しない。

高分子層１２の厚さは、好ましくは０．０３〜０．５ｍｍである。高分子層１２の厚さが０．０３ｍｍ未満の場合、該高分子層１２の製造が困難になる。高分子層１２の厚さが０．５ｍｍを超えると、発熱体から放熱体への熱伝導に時間を要し、シート１１の冷却性能が低下するおそれがある。０．５ｍｍ以下の厚さを有する高分子層１２は、その材質に起因する可撓性を容易に発揮する。

日本工業規格であるＪＩＳ Ｋ ６２５３のタイプＥによって測定される高分子層１２の硬度は、例えば５〜８０である。高分子層１２の硬度が５未満の場合、高分子層１２が過剰な柔軟性を有することからシート１１のハンドリング性が低下してシート１１の取り扱いが困難になる。高分子層１２の硬度が８０を超えると、高分子層１２と発熱体又は放熱体との密着性が低下し、シート１１の冷却性能が低下するおそれがある。

貼着層１３は高分子層１２よりも小さい外形を有しており、高分子層１２の外面１２ａの全体にわたってドット状に形成されている。貼着層１３は、該貼着層１３を介して高分子層１２と熱拡散層１４とを互いに貼着させる。

貼着層１３の材質として、例えばアクリル系、シリコーン系、ウレタン系、ビニル系、及び合成ゴム系の粘着剤と、接着剤とが挙げられる。貼着層１３は、高分子層１２に貼着層１３を形成する材料が塗布されることによって形成されている。更に、同様の効果を奏することから、貼着層１３は、高分子フィルムに前記粘着剤が塗布されている粘着テープによって構成されてもよい。加えて、高分子層１２が熱拡散層１４に密着し易いことから、貼着層１３の材質は、柔軟性を有するものが好ましい。

高分子層１２の貼着層１３が取り付けられた外面１２ａにおいて、該外面１２ａ全体の面積に対して貼着層１３が占める割合は、好ましくは３０％以下である。貼着層１３の熱伝導性及び熱拡散性は、高分子層１２の熱伝導性及び熱拡散層１４の熱拡散性に比べて低い。そのため、貼着層１３が占める割合が３０％を超えると、シート１１の冷却性能が過剰に低下するおそれがある。

貼着層１３の厚さは、好ましくは５０μｍ以下である。貼着層１３の厚さが５０μｍを超える場合、該貼着層１３の厚さに起因して、高分子層１２の外面と、貼着層１３の表面との段差が大きくなる。そのため、シート１１が例えば発熱体に取り付けられた際に、高分子層１２と熱拡散層１４との密着性が低下してシート１１の接触熱抵抗値が高くなるおそれがある。上述したように、貼着層１３の熱伝導性は高分子層１２の熱伝導性に比べて低い。そのため、貼着層１３の厚さの下限は特に限定されず、貼着層１３が薄いほど、高分子層１２と熱拡散層１４との密着性が高くなるとともに、シート１１での熱伝導の方向における貼着層１３の割合が低くなることから、シート１１の接触熱抵抗値が小さくなる。

熱拡散層１４は四角板状を有しており、発熱した発熱体からの熱を拡散させることによって発熱体内、及び発熱体の近傍での蓄熱を防止することにより、シート１１の冷却性能を向上させる。熱拡散層１４は、例えばグラファイトシート、又は金属製シートによって構成されている。金属製シートの材質としては、例えば銅、及びアルミニウムが挙げられる。熱拡散層１４は、その材質に起因して、表面と平行な方向に熱を拡散し、且つ拡散された熱を熱拡散層１４の周縁及び表面から外部に放散させる。そのため、熱拡散層１４は、好ましくはグラファイトシートによって構成されている。グラファイトシートは通常、その厚み方向の熱伝導率に比べて、表面に平行な方向の熱伝導率が高い。具体的には、グラファイトシートの表面に平行な方向の熱伝導率は、１００〜８００Ｗ／ｍ・Ｋである。グラファイトシートは、その厚さ方向に比べて表面に平行な方向に沿って熱を迅速に伝導させて拡散させることができる。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、熱拡散層１４は高分子層１２に比べて大きい外形を有しており、熱拡散層１４の周縁部１４ａは露出している。熱拡散層１４の厚さは、好ましくは１０〜１５０μｍである。熱拡散層１４の厚さが１０μｍ未満の場合、熱拡散層１４が脆くて破損し易く、且つ熱拡散層１４の熱容量が過剰に小さいことからシート１１の冷却性能を十分に向上させることができないおそれがある。熱拡散層１４の厚さが１５０μｍを超えると、過剰に厚い熱拡散層１４に起因して発熱体から放熱体への熱伝導の効率が低下するおそれがある。

シート１１は、組成物を調製する調製工程、繊維状充填材１６ａを配向させる配向工程、高分子層１２を成形する成形工程、繊維状充填材１６ａを露出させる露出工程、並びに高分子層１２上に貼着層１３及び熱拡散層１４を順に積層する積層工程を経て製造される。

調製工程では、前記各成分が適宜に混合されて組成物が調製される。配向工程では、例えば組成物が金型内に充填された後、繊維状充填材１６ａが配向される。繊維状充填材１６ａを配向させる方法としては、磁場発生装置を用いて組成物に磁場を印加する方法、及び振動装置を用いて組成物に振動を印加する方法が挙げられるが、繊維状充填材１６ａが容易に配向されることから、磁場及び振動の両方を組成物に印加する方法が好ましい。このとき、磁場及び振動は、組成物を介して繊維状充填材１６ａに印加される。

成形工程では、金型内において、繊維状充填材１６ａの配向を維持した状態で高分子マトリックス１５を硬化又は固化させることにより、所定の形状を有する高分子層１２が成形される。図２に示すように、成形工程後の高分子層１２中の繊維状充填材１６ａは、高分子層１２の外面１２ａから露出していない。露出工程では、例えばメッシュ状の刃を高分子層１２の外面１２ａに押し当てた後、それを外面１２ａに沿って摺動させることにより、外面１２ａから高分子マトリックス１５が除去されて外面１２ａ上に繊維状充填材１６ａが露出する。積層工程では、貼着層１３を形成する材料が公知の方向によって高分子層１２の外面１２ａにおける所定の個所に塗布されることにより、貼着層１３が高分子層１２の外面１２ａ上にドット状に積層される。次いで、熱拡散層１４が貼着層１３上に積層される。

シート１１を発熱体及び放熱体に取り付ける際には、図３（ａ）に示すように、例えば基板２１上に配設された発熱体２２（例えば電子素子）上にシート１１を載置する。このとき、熱拡散層１４が発熱体２２に対向している。発熱体２２の下部は電気絶縁層２３で覆われており、基板２１と電気絶縁層２３との間には、発熱体２２を基板２１上の図示しない電気回路に接続するための端子２４が配設されている。続いて、シート１１上に放熱体２５を載置した後、シート１１が発熱体２２及び放熱体２５に密着するように、放熱体２５から発熱体２２に向かって荷重を加え、発熱体２２及び放熱体２５によってシート１１を挟持する。このとき、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、高分子層１２の外面から露出していた繊維状充填材１６ａの端部は、前記荷重によって高分子層１２内に圧入される。更に、高分子マトリックス１５は、前記荷重によって、露出した繊維状充填材１６ａの間に浸み出す。そのため、前記露出した繊維状充填材１６ａは、高分子層１２内において高分子マトリックス１５に対して相対的に没入し、高分子層１２の粘着性が高まる。更に、高分子層１２は、熱拡散層１４及び放熱体２５との間に間隙を形成することなく熱拡散層１４及び放熱体２５に密着する。放熱体２５に加えられる荷重の値は、例えば４．９Ｎである。

前記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態に係るシート１１は、高分子層１２と、貼着層１３を介して高分子層１２上に積層される熱拡散層１４とを備えている。そのため、シート１１は、発熱体２２からの熱を熱拡散層１４によって拡散させるとともに、発熱体２２からの放熱体２５への熱伝導を高分子層１２によって促進することにより、優れた冷却性能を発揮することができる。

・ 高分子層１２の静摩擦係数が１．０以下に設定されており、高分子層１２及び熱拡散層１４は貼着層１３によって一体に構成されている。そのため、高分子層１２の粘着性を低下させてシート１１のハンドリング性を高めることができるとともに、粘着性が低い高分子層１２に熱拡散層１４を確実に取り付けることができる。

・ 貼着層１３は高分子層１２よりも小さい外形を有しており、本実施形態に係る貼着層１３は高分子層１２の外面１２ａ全体にわたってドット状に形成されている。そのため、高分子層１２の外面１２ａ全体に貼着層１３が形成されている場合に比べて、貼着層１３に起因するシート１１の冷却性能の低下を抑制することができる。更に、高分子層１２の貼着層１３が設けられた外面１２ａにおいて、該外面１２ａ全体の面積に対して貼着層１３が占める面積の割合を３０％以下に設定することにより、貼着層１３に起因するシート１１の冷却性能の低下をより確実に抑制することができる。

高分子層１２の例えば周縁部の一部にのみ貼着層１３が形成されている場合、貼着層１３が形成されていない個所において、薄くて柔軟な高分子層１２が熱拡散層１４又は外方に向かって撓むおそれがある。この場合、シート１１の例えば発熱体２２への取り付けが困難になる。これに対して、本実施形態では、高分子層１２の全体にわたって貼着層１３が均一に形成されていることから、薄くて柔軟な高分子層１２の撓みを防止することができる。

・ 貼着層１３の厚さを５０μｍ以下に設定することにより、シート１１の接触熱抵抗値を低下させてシート１１の冷却性能を向上させることができる。
・ 熱拡散層１４の周縁部１４ａは露出している。そのため、該周縁部１４ａから熱を容易に拡散させることができる。

・ 熱拡散層１４の厚さを１０〜１５０μｍに設定することにより、シート１１の冷却性能を十分に向上させることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明をシート１１に具体化した第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態においては、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と同一の作用及び効果についてもその説明を省略する。

図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係るシート１１は、高分子層１２と、貼着層１３と、該貼着層１３上に形成される機能層としての導電層１７とを備えている。各層は、下方から導電層１７、貼着層１３、及び高分子層１２の順に積層されている。シート１１は、例えば発熱体と放熱体との間に介在して用いられ、発熱体から放熱体への熱伝導を促進する。

シート１１には、熱伝導性、導電性、及びハンドリング性が具備されている。熱伝導性は発熱体２２から放熱体２５への熱伝導のし易さを表す指標であり、主に高分子層１２の熱伝導率、熱抵抗率、並びに放熱体２５及び導電層１７との高分子層１２の密着性に起因している。シート１１は、高分子層１２の熱伝導率が高いほど、熱抵抗値が小さいほど、且つ放熱体２５及び導電層１７と高分子層１２との密着性が高いほど、優れた熱伝導性を発揮する。導電性は、発熱体２２から導電性を有する放熱体２５への通電のし易さを表す指標であり、主に導電層１７の材質に起因している。ハンドリング性はシート１１の運搬時などにおける取り扱い易さを表す指標であり、主に高分子層１２の粘着性に起因している。シート１１は、高分子層１２の粘着性が小さいほど運搬時などで容易に取り扱われることができ、優れたハンドリング性を発揮する。

導電層１７は、発熱体２２から導電性を有する放熱体２５へ通電させることにより、発熱体２２の帯電に起因する静電気放電（ＥＳＤ）の発生を防止する。導電層１７は、導電性を有するシート、例えば金属製シート、導電性樹脂シート、又は導電性シートによって構成されている。金属製シートの材質としては、例えば銅、及びアルミニウムが挙げられる。導電性樹脂シートは、例えば熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂と、それらに分散されている導電粒子とを備えている。導電シートは、例えば熱可塑性樹脂シートに金属層が被覆されることによって形成されている。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、導電層１７は四角板状を有しているとともに高分子層１２に比べて大きい外形を有しており、導電層１７の周縁部１７ａは露出している。導電層１７の厚さは、好ましくは２０μｍ以下であり、より好ましくは２〜１４μｍである。導電層１７の厚さが２０μｍを超える場合、過剰に厚い導電層１７に起因して発熱体２２から放熱体２５への熱伝導の効率が低下するおそれがある。導電層１７の厚さが２μｍ未満の場合、導電層１７の強度が低いことから、シート１１が使用される際（圧縮される際）に導電層１７が破れるおそれがある。

シート１１は、組成物を調製する調製工程、繊維状充填材１６ａを配向させる配向工程、高分子層１２を成形する成形工程、繊維状充填材１６ａを露出させる露出工程、並びに高分子層１２上に貼着層１３及び導電層１７を順に積層する積層工程を経て製造される。積層工程では、貼着層１３が高分子層１２の外面１２ａ上に積層された後、導電層１７が貼着層１３上に積層される。

シート１１を発熱体２２及び放熱体２５に取り付ける際には、図５に示すように、例えば基板２１上に配設された発熱体２２（例えば電子素子）上にシート１１を載置する。このとき、導電層１７が発熱体２２に対向している。続いて、シート１１上に導電性を有する放熱体２５を載置した後、シート１１が発熱体２２及び放熱体２５に密着するように、放熱体２５から発熱体２２に向かって荷重を加え、発熱体２２及び放熱体２５によってシート１１を挟持する。また、導電層１７の周縁部１７ａを放熱体２５に接触させる。

前記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態に係るシート１１は、高分子層１２と、貼着層１３を介して高分子層１２上に積層される導電層１７とを備えている。そのため、シート１１は、発熱体２２からの放熱体２５への熱伝導を高分子層１２によって促進することにより優れた熱伝導性を発揮するとともに、ＥＳＤによって発熱体２２に障害が生じることを導電層１７によって防止することができる。

・ 導電層１７の厚さを２０μｍ以下に設定することにより、高分子層１２に比べて熱伝導性が低い導電層１７に起因するシート１１の熱伝導性の低下を抑制することができる。

・ 導電層１７の周縁部１７ａは露出している。そのため、シート１１を発熱体２２及び放熱体２５に取り付けた際に、導電層１７を放熱体２５に容易に接触させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明をシート１１に具体化した第３実施形態を図面に基づいて説明する。第３実施形態においては、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と同一の作用及び効果についてもその説明を省略する。

図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係るシート１１は、高分子層１２と、貼着層１３と、該貼着層１３上に形成される機能層としての電気絶縁層１８とを備えている。各層は、下方から電気絶縁層１８、貼着層１３、及び高分子層１２の順に積層されている。シート１１は、例えば発熱体２２と放熱体２５との間に介在して用いられ、発熱体２２から放熱体２５への熱伝導を促進する。

シート１１には、熱伝導性、電気絶縁性、及びハンドリング性が具備されている。熱伝導性は発熱体２２から放熱体２５への熱伝導のし易さを表す指標であり、主に高分子層１２の熱伝導率、熱抵抗率、並びに放熱体２５及び電気絶縁層１８との高分子層１２の密着性に起因している。シート１１は、高分子層１２の熱伝導率が高いほど、熱抵抗値が小さいほど、且つ放熱体２５及び電気絶縁層１８と高分子層１２との密着性が高いほど、優れた熱伝導性を発揮する。電気絶縁性は、発熱体２２からの通電の遮断のし易さを表す指標であり、主に電気絶縁層１８の材質に起因している。ハンドリング性はシート１１の運搬時などにおける取り扱い易さを表す指標であり、主に高分子層１２の粘着性に起因している。シート１１は、高分子層１２の粘着性が小さいほど運搬時などで容易に取り扱われることができ、優れたハンドリング性を発揮する。

電気絶縁層１８は、シート１１が例えば発熱体２２に取り付けられる際に、発熱体２２と高分子層１２との間に位置して発熱体２２から高分子層１２への通電を遮断する。電気絶縁層１８の材質としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及びそれらの混合物が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリウレタン系樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えばシリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、及びポリウレタン系樹脂が挙げられる。

電気絶縁層１８は高分子層１２と同じ大きさの外形を有している。電気絶縁層の厚さは、好ましくは１２μｍ以下であり、より好ましくは２〜１２μｍである。電気絶縁層１８の厚さが１２μｍを超える場合、過剰に厚い電気絶縁層１８に起因して発熱体２２から放熱体２５への熱伝導の効率が低下するおそれがある。電気絶縁層１８の厚さが２μｍ未満の場合、電気絶縁層１８の強度が低いことから、シート１１が使用される際（圧縮される際）に電気絶縁層１８が破れるおそれがある。

シート１１は、組成物を調製する調製工程、繊維状充填材１６ａを配向させる配向工程、高分子層１２を成形する成形工程、繊維状充填材１６ａを露出させる露出工程、並びに高分子層１２上に貼着層１３及び電気絶縁層１８を順に積層する積層工程を経て製造される。積層工程では、貼着層１３が高分子層１２の外面１２ａ上に積層された後、電気絶縁層１８が貼着層１３上に積層される。

シート１１を発熱体２２及び放熱体２５に取り付ける際には、例えば基板２１上に配設された発熱体２２（例えば電子素子）上にシート１１を載置する。このとき、電気絶縁層１８が発熱体２２に対向している。続いて、シート１１上に放熱体２５を載置した後、シート１１が発熱体２２及び放熱体２５に密着するように、放熱体２５から発熱体２２に向かって荷重を加え、発熱体２２及び放熱体２５によってシート１１を挟持する。

前記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態に係るシート１１は、高分子層１２と、貼着層１３を介して高分子層１２上に積層される電気絶縁層１８とを備えている。そのため、シート１１は、発熱体２２からの放熱体２５への熱伝導を高分子層１２によって促進することにより優れた熱伝導性を発揮することができる。

高分子層１２が導電性を有する熱伝導性充填材１６を含有する場合、電気絶縁層１８が省略されたシート１１が発熱体２２に取り付けられた際には、熱伝導性充填材１６の含有量によっては発熱体２２から高分子層１２中の熱伝導性充填材１６に通電して短絡が生じるおそれがある。これに対して、本実施形態では、電気絶縁層１８が発熱体２２から高分子層１２への通電を遮断することにより、発熱体２２に短絡が生じることを防止することができる。

・ 電気絶縁層１８の厚さを１２μｍ以下に設定することにより、高分子層１２に比べて熱伝導性が低い電気絶縁層１８に起因するシート１１の熱伝導性の低下を抑制することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明をシート１１に具体化した第４実施形態を図面に基づいて説明する。第４実施形態においては、第１実施形態、及び第２実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略し、第１実施形態、及び第２実施形態と同一の作用及び効果についてもその説明を省略する。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るシート１１は、高分子層１２と、貼着層１３と、該貼着層１３上に形成される機能層１９とを備えている。本実施形態に係る機能層１９は、貼着層１３上に形成される熱拡散層１４と、熱拡散層１４上に形成される導電層１７との２つの層から構成されている。各層は、下方から導電層１７、熱拡散層１４、貼着層１３、及び高分子層１２の順に積層されている。シート１１は、例えば発熱体２２と放熱体２５との間に介在して用いられ、発熱体２２から放熱体２５への熱伝導を促進する。

シート１１には、冷却性能、導電性、及びハンドリング性が具備されている。冷却性能は発熱した発熱体２２の冷却のし易さを表す指標であり、高分子層１２の熱伝導性と、熱拡散層１４の熱拡散性とに起因している。即ち、冷却性能は、高分子層１２の熱伝導率、高分子層１２の熱抵抗値、放熱体２５及び熱拡散層１４との高分子層１２の密着性、並びに熱拡散層１４の熱拡散性に起因している。シート１１は、高分子層１２の熱伝導率が高いほど、高分子層１２の熱抵抗値が小さいほど、放熱体２５及び熱拡散層１４と高分子層１２との密着性が高いほど、且つ熱拡散層１４の熱拡散性が高いほど、優れた冷却性能を発揮する。

導電性は、導電性を有する放熱体２５への発熱体２２からの通電のし易さを表す指標であり、主に導電層１７の材質に起因している。ハンドリング性はシート１１の運搬時などにおける取り扱い易さを表す指標であり、主に高分子層１２の粘着性に起因している。シート１１は、高分子層１２の粘着性が小さいほど運搬時などで容易に取り扱われることができ、優れたハンドリング性を発揮する。

本実施形態に係る導電層１７は帯状に形成されており、導電層１７の両端部は熱拡散層１４から露出している。
シート１１は、組成物を調製する調製工程、繊維状充填材１６ａを配向させる配向工程、高分子層１２を成形する成形工程、繊維状充填材１６ａを露出させる露出工程、並びに高分子層１２上に貼着層１３、熱拡散層１４、及び導電層１７を順に積層する積層工程を経て製造される。積層工程では、貼着層１３が高分子層１２の外面１２ａ上に積層された後、熱拡散層１４及び導電層１７が貼着層１３上に順に積層される。

シート１１を発熱体２２及び放熱体２５に取り付ける際には、例えば基板２１上に配設された発熱体２２（例えば電子素子）上にシート１１を載置する。このとき、導電層１７が発熱体２２に対向している。続いて、シート１１上に導電性を有する放熱体２５を載置した後、シート１１が発熱体２２及び放熱体２５に密着するように、放熱体２５から発熱体２２に向かって荷重を加え、発熱体２２及び放熱体２５によってシート１１を挟持する。また、導電層１７の両端部を放熱体２５に接触させる。

前記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態に係るシート１１は、高分子層１２と、貼着層１３を介して高分子層１２上に積層される熱拡散層１４及び導電層１７とを備えている。そのため、シート１１は、発熱体２２からの熱を熱拡散層１４によって拡散させるとともに、発熱体２２からの放熱体２５への熱伝導を高分子層１２によって促進することにより、優れた冷却性能を発揮することができる。更に、シート１１は、ＥＳＤによって発熱体２２に障害が生じることを導電層１７によって防止することができる。

・ 導電層１７の両端部は露出している。そのため、シート１１を発熱体２２及び放熱体２５に取り付けた際に、導電層１７を放熱体２５に容易に接触させることができる。
各実施形態は、以下のように変更して具体化されてもよい。

・ 各実施形態において、高分子層１２、熱拡散層１４、導電層１７、及び電気絶縁層１８の形状は特に限定されず、四角板状以外の形状、例えば円板状に形成されてもよい。
・ 各実施形態において、シート１１を構成する各層のうち、外方に位置する層の外面上に粘着層を形成してもよい。例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１実施形態において、熱拡散層１４の一対の外面において貼着層１３に対向しない外面上に帯状の粘着層２６を形成してもよい。粘着層２６の材質としては、例えば前記粘着剤が挙げられる。この場合、シート１１を例えば発熱体２２に取り付ける際、シート１１の位置決めを行いながら、粘着層２６を発熱体２２に対向させる。次いで、高分子層１２において粘着層２６に対応する個所を、例えば指先で発熱体２２に向かって押圧する。このとき、粘着層２６は、その粘着性に起因して発熱体２２に貼付され、シートの位置ずれの発生が防止される。よって、シートを発熱体２２に容易に取り付けることができる。

・ 各実施形態において、貼着層１３は、高分子層１２よりも小さい外形を有して高分子層１２の一部にのみ形成されていればよく、ドット状以外の形状に形成されてもよい。例えば、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、高分子層１２の四隅に四角板状の貼着層１３が形成されてもよいし、図９（ｄ）に示すように、高分子層１２の中央部に四角板状の貼着層１３が形成されてもよい。図９（ｅ）及び（ｆ）に示すように、各貼着層１３の間隔が適宜変更されてもよい。図９（ｇ）に示すように、高分子層１２の四隅に円板状の貼着層１３が形成されてもよいし、図９（ｈ）に示すように、高分子層１２の周縁部に帯状の貼着層１３が形成されてもよい。また、図９（ｉ）及び（ｊ）に示すように、四角環状の貼着層１３の幅を適宜変更してもよい。

貼着層１３が高分子層１２の中央部に形成されてもよいが、高分子層１２の周縁部に形成されることが好ましく、高分子層１２の周縁部全体にわたって環状に形成されることがより好ましい。発熱体２２の中央部の発熱量は通常、該発熱体２２の周縁部の発熱量に比べて高いことから、発熱体２２の中央部は周縁部に比べて高温である。高分子層１２の周縁部に貼着層１３が形成されている場合、発熱体２２に取り付けられた高分子層１２の周縁部の接触熱抵抗値は、高分子層１２の中央部の接触熱抵抗値に比べて高くなる。そのため、発熱体２２において周縁部に比べて高温である中央部に、高分子層１２において周縁部に比べて接触熱抵抗値が低い中央部が対応することから、高分子層１２の中央部に貼着層１３が形成されている場合に比べてシート１１の熱伝導性を高めることができる。更に、貼着層１３が高分子層１２の周縁部全体にわたって環状に形成されることにより、貼着層１３がドット状に形成される場合と同様に、薄くて柔軟な高分子層１２の撓みを防止することができる。

高分子層１２の周縁部とは、高分子層１２の中心から周縁までの距離を５等分し、高分子層１２の周縁から前記距離の３／５までの領域のことをいう。例えば、縦および横が４０ｍｍである四角板状の高分子層１２においては、高分子層１２の周縁部は、幅が２４ｍｍである四角環状をなす。また、半径が２０ｍｍである円板状の高分子層１２においては、高分子層１２の周縁部は、幅が１２ｍｍである円環状をなす。

・ 各実施形態において、繊維状充填材１６ａの端部が高分子層１２の外面１２ａから露出していなくてもよい。また、繊維状充填材１６ａが配向されていなくてもよい。
・ 各実施形態において、シート１１は、他の実施形態に係る機能層を更に備えてもよい。即ち、シート１１を構成する機能層は、互いに異なる作用を発揮する複数の層から構成されてもよい。この場合、機能層を構成する複数の層が、高分子層１２の一対の外面１２ａの内の一方の外面１２ａ上にのみ形成されてもよいし、高分子層１２の各外面１２ａ上に貼着層１３が形成されることにより、高分子層１２の各外面１２ａ上にそれぞれ独立して形成されてもよい。機能層が複数の層により構成される場合、機能層の厚さに起因してシートの接触熱抵抗値が高くなることを抑制するために、各層が薄く形成されることが好ましい。

・ 各実施形態において、放熱体２５が省略されてもよい。この場合、第２実施形態では、導電層１７の周縁部１７ａが導電性を有する部材、例えば筐体に接続される。このように構成しても、高分子層１２の表面から熱を放散させることができる。

・ 第１実施形態において、熱拡散層１４が高分子層１２と同じ外形を有してもよいし、高分子層１２よりも小さい外形を有してもよい。
・ 第１実施形態において、シート１１を例えば発熱体２２に取り付ける際に、高分子層１２が発熱体２２に対向するようにシート１１を発熱体２２上に載置してもよい。

・ 第２実施形態において、放熱体２５が導電性を有していなくてもよい。この場合、導電層１７の周縁部１７ａが導電性を有する部材、例えば筐体に接続される。

次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（第１実施形態に係る実施例）
（実施例１−ａ）
実施例１−ａにおいては、調製工程として、高分子マトリックス１５としての付加型の液状シリコーン（以下、液状シリコーンゲルという。）に、繊維状充填材１６ａとしての炭素繊維と、粒子状充填材１６ｂとしての球状アルミナ（酸化アルミニウム）とを混合して組成物を調製した。液状シリコーンゲルは、硬化後にゲル状となる。各成分の配合量を表１に示す。各成分の配合量の単位は重量部である。液状シリコーンゲルの２５℃における粘度は４００ｍＰａ・ｓであり、液状シリコーンゲルの比重は１．０であった。炭素繊維の平均繊維径は１０μｍであり、炭素繊維の平均繊維長は１６０μｍであった。球状アルミナの平均粒径は３．２μｍであった。次に、炭素繊維及び球状アルミナが均一に分散されるまで組成物を攪拌した後、組成物の脱泡を行った。

続いて、配向工程として、回転粘度計を用いて組成物の２５℃における粘度を測定した後、金型内に組成物を充填した。粘度の測定結果を表１に示す。次に、超伝導磁石を用いて、１００，０００ガウスの磁束密度を有する磁場を組成物に印加するとともに、圧縮空気を用いて、３．０Ｈｚの周波数及び１０ｍｍの振幅を有する振動を、金型を介して組成物に印加して、炭素繊維を高分子層の厚さ方向に沿って配向させた。

次いで、成形工程として、組成物を１２０℃で９０分加熱することにより、液状シリコーンゲルを硬化させて高分子層１２を得た。そして、露出工程として、回転式カッターを用いて高分子層１２の一対の外面１２ａから硬化したシリコーンを５μｍの厚さで除去することにより、炭素繊維を露出させた。露出工程後の高分子層１２の厚さは０．３ｍｍであった。露出工程後の高分子層１２の外面１２ａを電子顕微鏡で観察したところ、炭素繊維の露出を確認することができた。このようにして得られた高分子層１２を、四角板状（縦および横の長さ：４０ｍｍ）に切断した。

続いて、積層工程として、図９（ａ）に示すように、高分子層１２の外面１２ａ全体にわたってシリコーン系接着剤をドット状に塗布することにより、ドット状の貼着層１３（厚さ：３０μｍ、各ドットの直径：１．５ｍｍ、各ドットの間隔：７ｍｍ）を形成した。次いで、各貼着層１３を介して、グラファイトシート（グラフテック社製、厚さ：１３０μｍ）からなる熱拡散層１４を高分子層１２上に積層してシート１１を得た。

（実施例１−ｂ）
表２に示すように、貼着層１３の厚さを５０μｍに変更した以外は、実施例１−ａと同様にしてシート１１を得た。

（実施例１−ｃ）
表２に示すように、貼着層１３の厚さを６０μｍに変更した以外は、実施例１−ａと同様にしてシート１１を得た。

（実施例１−ｄ）
図９（ｂ）及び表２に示すように、高分子層１２の四隅に貼着層１３（厚さ：３０μｍ、縦および横の長さ：１０ｍｍ）を形成した以外は、実施例１−ａと同様にしてシート１１を得た。

（実施例１−ｅ）
図９（ｃ）及び表２に示すように、高分子層１２の四隅に貼着層１３（厚さ：３０μｍ、縦および横の長さ：１２ｍｍ）を形成した以外は、実施例１−ａと同様にしてシート１１を得た。

（実施例１−ｆ）
図９（ｄ）及び表２に示すように、高分子層１２の中央部に貼着層１３（厚さ：３０μｍ、縦および横の長さ：５ｍｍ）を形成した以外は、実施例１−ａと同様にしてシート１１を得た。

（実施例２−ａ〜２−ｆ）
実施例２−ａ〜２−ｆにおいては、繊維状充填材としてＰＢＯ炭素繊維を用いるとともに、各成分の配合量を表１に示すように変更し、更に、露出工程において金属製のメッシュを用いた研磨によってシリコーンを除去した。それ以外は、実施例１−ａ〜１−ｆと同様にして高分子層１２を得た。露出工程後の高分子層１２の外面１２ａを電子顕微鏡で観察したところ、ＰＢＯ炭素繊維の露出を確認することができた。このようにして得られた高分子層１２を、四角板状（縦および横の長さ：４０ｍｍ）に切断した。そして、表３に示すように、実施例１−ａ〜１−ｆと同様にして貼着層１３を形成するとともに熱拡散層１４を積層してシート１１を得た。

実施例２−ａ〜２−ｆにおけるアルファベットは、実施例１−ａ〜１−ｆとの対応を示している。例えば、実施例２−ａでは、実施例１−ａと同様にして貼着層１３が形成され、実施例２−ｂでは、実施例１−ｂと同様にして貼着層１３が形成されている。

（実施例３−ａ〜３−ｄ）
実施例３−ａにおいては、表４に示すように、実施例１−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例３−ｂにおいては、表４に示すように、熱拡散層１４の厚さを８０μｍに変更した以外は、実施例３−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例３−ｃにおいては、熱拡散層１４の厚さを２５０μｍに変更した以外は、実施例３−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例３−ｄにおいては、熱拡散層１４の厚さを３７５μｍに変更した以外は、実施例３−ａと同様にしてシート１１を得た。

（比較例１−ａ〜２−ｂ）
比較例１−ａにおいては、貼着層１３及び熱拡散層１４を省略した以外は実施例１−ａと同様にしてシートを得た。比較例１−ｂにおいては、高分子層１２の外面１２ａ全体にわたって貼着層１３を形成した以外は、実施例１−ａと同様にしてシートを得た。比較例２−ａにおいては、貼着層１３及び熱拡散層１４を省略した以外は実施例２−ａと同様にしてシートを得た。比較例２−ｂにおいては、高分子層１２の外面１２ａ全体にわたって貼着層１３を形成した以外は、実施例２−ａと同様にしてシートを得た。

そして、各例の高分子層１２およびシートについて、下記の各項目に関して測定または評価を行った。その結果を表１〜表４に示す。表２〜４の“割合（％）（対外面）”欄の数値は、高分子層１２において、貼着層１３が取り付けられた片方の外面１２ａ全体の面積に対して貼着層１３が占める面積の割合を示す。

＜取り扱い性＞
各実施例の高分子層１２について、それらの粘着性に基づいて取り扱い性を評価した。表１の“取り扱い性”欄において、“○”は、高分子層１２の粘着性が適度に低く、高分子層１２の取り扱いが容易であること示す。

＜熱伝導率＞
各実施例の高分子層１２から円板状の試験片（直径：１０ｍｍ、厚さ：０．３ｍｍ）を得た後、レーザーフラッシュ法により試験片の熱伝導率を測定した。

＜熱抵抗値＞
図１０に示すように、基板２１上に形成された発熱体２２上に各例のシートからなる試験片２７及び金属製の放熱体２５を順に載置し、放熱体２５上に１０ｋｇの重り２８を載置して試験片２７に６．１×１０^４Ｐａの荷重を加えた。そして、発熱体２２が発熱した状態で１０分間放置した後、試験片２７における発熱体２２側の外面の温度Ｔ_１と放熱体２５側の外面の温度Ｔ_２とを測定機２８ａにより測定した。そして、下記式（１）により試験片２７の熱抵抗値を算出した。発熱体２２は通常、ＣＰＵに代表される電子部品であるが、シートの性能評価の簡素化および迅速化のため、本試験では発熱体２２として発熱量が１００Ｗであるヒータを用いた。前記荷重の値は、シートが電子部品に取り付けられる際に、シートに通常加わる荷重の大きさを示す。

熱抵抗値（℃／Ｗ）＝（Ｔ_１（℃）−Ｔ_２（℃））／発熱量（Ｗ） …（１）
＜静摩擦係数＞
図１１に示すように、水平台２９上に各例の高分子層からなる試験片３０を載置した後、該試験片３０上に滑り片３１及び１２０ｇの重り２８（直径：２８ｍｍ、高さ：２５ｍｍの円柱形）を順に載置した。次いで、重り２８に牽引用のテープ３２の一端を貼付し、該テープ３２の他端をプッシュプルゲージ３３（アイコーエンジニアリング（株）製のＣＰＵゲージ Ｍ−９５００）に固定した。続いて、図１１に矢印で示すように、プッシュプルゲージ３３を、試験片３０の外面に平行な方向に１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で牽引した。次に、プッシュプルゲージ３３の牽引時における試験片と滑り片３１との静摩擦力Ｆｓ（Ｎ）を測定した。

そして、下記式（２）により静摩擦係数を算出した。ここで、各例の高分子層１２について静摩擦力Ｆｓの測定および静摩擦係数の算出を５回行い、それらの静摩擦係数の値の平均値を高分子層１２の静摩擦係数とした。また、滑り片３１として、ＰＥＴフィルム（東レ株式会社製のルミラーＳ１０ ７５μｍ）及びアルミニウム箔テープ（３Ｍ社製のＳｃｏｔｃｈ Ｂｒａｎｄ Ｔａｐｅ ４３３ＨＤ）の２種類を用いた。アルミニウム箔テープについては、該テープのアルミニウム箔面が試験片３０に対向するように、アルミニウム箔テープを試験片３０上に載置した。

静摩擦係数＝Ｆｓ（Ｎ）／Ｆｐ（Ｎ） …（２）
上記式（２）において、Ｆｐは、滑り片３１の質量（重量）によって生じる垂直抗力を示し、Ｆｐの値は０．１２ｋｇ（重り２８の重量）×９．８ｍ／ｓ^２（重力加速度）＝０．１１７６Ｎで表される。

＜粘着力＞
ＪＩＳ Ｚ ０２３７に従って各例の高分子層１２の粘着力を測定した。具体的には、図１２に示すように、水平台２９の表面にフィルム３４を固定した後、各例の試験片３０を載置した。そして、試験片３０の一端を引張り試験機のロードセル３５に取り付けた。そして、試験片３０を３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で水平台２９に対する垂線に沿って引き剥がす際の荷重を測定した。ここで、各例の試験片３０について荷重の測定を５回行い、それらの測定値の平均値を高分子層１２の粘着力とした。フィルム３４として、ＰＥＴフィルム（東レ株式会社製のルミラーＳ１０ ７５μｍ）及びアルミニウム箔テープ（３Ｍ社製のＳｃｏｔｃｈ Ｂｒａｎｄ Ｔａｐｅ ４３３ＨＤ）の２種類を用いた。アルミニウム箔テープについては、該テープのアルミニウム箔面が試験片３０に対向するように、アルミニウム箔テープを水平台２９に固定した。表１の“粘着力（対アルミ）（Ｎ／２５ｍｍ）”欄は、アルミニウム箔テープを用いた場合の粘着力の測定結果を示し、“粘着力（対ＰＥＴ）（Ｎ／２５ｍｍ）”欄は、ＰＥＴフィルムを用いた場合の粘着力の測定結果を示す。これらの欄において、“−”は、上述の方法で粘着力を測定することができないほど粘着力が小さかったことを示す。

＜熱拡散性＞
各例におけるシートからなる試験片２７を、縦及び横が１０ｍｍであるセラミックヒータ（熱源）の中心上、且つ高分子層１２がセラミックヒータに接するように配置した後、サーモビューアを用いて試験片２７の温度を測定した。セラミックヒータに印加する電圧を１０Ｖに設定した。結果を表２〜表４に示す。表２〜表４の“熱拡散性”欄において、“○”は、熱源からの熱が試験片２７の略全体にわたって拡散されていることを示し、“×”は、熱源からの熱が試験片２７の一部に集中していることを示す。実施例１−ａに係る試験片２７の温度の測定結果を図１３（ａ）に示し、比較例１−ａに係る試験片２７の温度の測定結果を図１３（ｂ）に示す。

表１に示すように、各実施例の高分子層１２においては、各項目について優れた評価および結果が得られた。そのため、各実施例の高分子層１２は、優れた熱伝導性及び取り扱い性を有している。表２〜４に示すように、各実施例のシート１１においても、各項目について優れた評価および結果が得られた。そのため、各実施例のシート１１では、貼着層１３による接触熱抵抗の大きな上昇は見られず、且つグラファイトシートからなる熱拡散層１４に起因する熱拡散性を有している。図１３（ａ）に示すように、実施例１−ａにおいては、熱がシート１１全体にわたって拡散されており、中心部の温度が８１．７℃であった。また、各実施例のシート１１は、高分子層１２の粘着性が低いことから優れたハンドリング性を有していた。

表２及び表３の示すように、実施例１−ａ及び２−ａに係るシート１１の熱抵抗値は、実施例１−ｃ及び２−ｃに係るシート１１の熱抵抗値に比べてそれぞれ小さかった。即ち、実施例１−ｃ及び２−ｃでは貼着層１３の厚さが６０μｍと厚いことから、実施例１−ａ及び２−ａに係るシート１１の接触熱抵抗値よりも上昇していた。

また、実施例１−ｄ及び２−ｄに係るシート１１の熱抵抗値は、実施例１−ｆ及び２−ｆに係るシート１１の熱抵抗値に比べてそれぞれ小さかった。高分子層１２の貼着層１３が取り付けられた片方の外面１２ａ全体の面積に対して貼着層１３が占める面積の割合は、実施例１−ｄ及び２−ｄが、実施例１−ｆ及び２−ｆに比べてそれぞれ高い。以上のことから、たとえ高分子層１２の外面１２ａ全体の面積に対して貼着層１３が占める面積の割合が大きくても、貼着層１３が高分子層１２の周縁部に形成されることにより、貼着層１３が高分子層１２の中央部に形成される場合に比べてシート１１の接触熱抵抗値を低くすることができることが分かった。

また、実施例１−ｅ及び２−ｅの上記面積の割合は、実施例１−ｄ及び２−ｄに比べてそれぞれ高く、３０％を超えている。このことから、上記面積の割合を３０％以下に設定することにより、シートの接触熱抵抗値を低下させることができることが分かった。

一方、比較例１−ｂ及び２−ｂにおいては、熱拡散層１４が省略されていることから、熱拡散性が低い評価となった。比較例１−ｂ及び２−ｂにおいては、貼着層１３が高分子層１２全体にわたって形成されていることから、シートの接触熱抵抗値が高い値となった。また、図１３（ｂ）に示すように、比較例１−ａにおいては、熱が拡散されておらず、中心部の温度が２００℃以上であった。

（第２実施形態に係る実施例）
（実施例４−ａ〜４−ｄ）
実施例４−ａにおいては、表５に示すように、熱拡散層１４を、アルミニウム箔（厚さ：１２μｍ）からなる導電層１７に変更した以外は、実施例３−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例４−ｂにおいては、表５に示すように、アルミニウム箔を銅箔（厚さ：８μｍ）に変更した以外は、実施例４−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例４−ｃにおいては、表５に示すように、アルミニウム箔を銅箔（厚さ：１２μｍ）に変更した以外は、実施例４−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例４−ｄにおいては、表５に示すように、アルミニウム箔を銅箔（厚さ：１８μｍ）に変更した以外は、実施例４−ａと同様にしてシート１１を得た。

そして、各実施例のシート１１について、前記＜熱抵抗値＞及び下記の項目に関して測定を行った。その結果を表５に示す。
＜導電性＞
ＪＩＳ Ｋ ７１９４に基づき、抵抗率計（ＭＣＰ−Ｔ５００、株式会社ダイアインスツルメンツ製）を用いて、シート１１における導電層１７からの体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を測定した。

表５に示すように、各実施例のシート１１においては、各項目について優れた結果が得られた。そのため、各実施例のシート１１は、優れた熱伝導性及び導電性を有している。また、各実施例のシート１１は、高分子層１２の粘着性が低いことから優れたハンドリング性を有していた。

（第３実施形態に係る実施例及び比較例）
（実施例５−ａ〜５−ｃ）
実施例５−ａにおいては、表６に示すように、熱拡散層１４を、ＰＥＴフィルム（厚さ：５μｍ）からなる電気絶縁層１８に変更した以外は、実施例３−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例５−ｂにおいては、表６に示すように、ＰＥＴフィルムをポリオレフィンフィルム（厚さ：１２μｍ）に変更した以外は、実施例３−ａと同様にしてシート１１を得た。実施例５−ｃにおいては、表６に示すように、ＰＥＴフィルムをＰＶＣフィルム（厚さ：５μｍ）に変更した以外は、実施例３−ａと同様にしてシート１１を得た。

（比較例５−ａ）
比較例５−ａにおいては、表６に示すように、高分子層１２の外面全体にわたって貼着層１３（厚さ：１０μｍ）を形成した以外は、実施例５−ａと同様にしてシートを得た。

そして、各実施例のシートについて、前記＜熱抵抗値＞及び下記の項目に関して測定を行った。その結果を表６に示す。
＜絶縁破壊電圧＞
ＪＩＳ Ｃ ２１１０に基づき、耐電圧試験器（ＴＯＳ８６５０、菊水電子工業株式会社製）を用いてシートの絶縁破壊電圧（ｋＶ）を測定した。絶縁破壊電圧は、２つの電極の間に電気絶縁性を有する試料を挟み込んだ後、電圧を徐々に上げていくと電流が急激に増加し、試料の一部が溶けて孔が空いたり炭化したりして通電するようになる際の電圧を示す。

表６に示すように、各実施例のシート１１おいては、各項目について優れた結果が得られた。そのため、各実施例のシート１１は、優れた熱伝導性及び電気絶縁性を有している。また、各実施例のシート１１は、高分子層１２の粘着性が低いことから優れたハンドリング性を有していた。一方、比較例５−ａにおいては、高分子層１２の全体にわたって貼着層１３が形成されていることから、各熱抵抗値が高い値となった。

（ａ）は第１実施形態に係る熱伝導性シートを示す平面図、（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ−１ｂ線における断面図、（ｃ）は高分子層を拡大して示す断面図。 熱伝導性シートの製造工程を示す断面図。 （ａ）は熱伝導性シートの発熱体への取り付けを示す断面図、（ｂ）は熱伝導性高分子層と放熱体とを拡大して示す断面図、（ｃ）は熱伝導性高分子層と熱拡散層とを拡大して示す断面図。 （ａ）は第２実施形態に係る熱伝導性シートを示す断面図、（ｂ）は図４（ａ）の４ｂ−４ｂ線における断面図、（ｃ）は高分子層を拡大して示す断面図。 熱伝導性シートの発熱体への取り付けを示す断面図。 （ａ）は第３実施形態に係る熱伝導性シートを示す断面図、（ｂ）は図６（ａ）における６ｂ−６ｂ線における断面図、（ｃ）は高分子層を拡大して示す断面図。 （ａ）は第４実施形態に係る熱伝導性シートを示す平面図、（ｂ）は図７（ａ）の７ｂ−７ｂ線における断面図。 （ａ）は熱伝導性シートの別例を示す平面図、（ｂ）は図８（ａ）の８ｂ−８ｂ線における断面図。 （ａ）から（ｊ）は、実施例に係る貼着層、又は貼着層の別例を示す平面図。 高分子層の熱抵抗値の測定方法を示す概略図。 高分子層の静摩擦係数の測定方法を示す概略図。 高分子層の粘着力の測定方法を示す概略図。 （ａ）は実施例１−ａに係る試験片の温度分布を示す写真、（ｂ）は比較例１−ａに係る試験片の温度分布を示す写真。

符号の説明

１１…熱伝導性シート、１２…熱伝導性高分子層、１２ａ…外面、１３…貼着層、１４…機能層としての熱拡散層、１５…高分子マトリックス、１６…熱伝導性充填材、１７…機能層としての導電層、１８…機能層としての電気絶縁層、１９…機能層。

Claims (9)

1. 高分子マトリックスと、シートの厚み方向に配向した繊維状の熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物から成形される熱伝導性高分子層と、
   前記熱伝導性高分子層の外面上に設けられる貼着層と、
   前記貼着層上に設けられる機能層として、グラファイトシート又は金属製シートからなる熱拡散層とを備え、
   前記熱伝導性高分子層は、前記繊維状の熱伝導性充填材の端部が突出した外面を有し、
   前記熱伝導性高分子層の静摩擦係数が０．３以下であり、
   前記貼着層は、前記熱伝導性高分子層よりも小さい外形を有することを特徴とする熱伝導性シート。
2. 高分子マトリックスと、シートの厚み方向に配向した繊維状の熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物から成形される熱伝導性高分子層と、
   前記熱伝導性高分子層の外面上に設けられる貼着層と、
   前記貼着層上に設けられる機能層として、発熱体から前記熱伝導性高分子層への通電を遮断する電気絶縁層とを備え、
   前記熱伝導性高分子層は、前記繊維状の熱伝導性充填材の端部が突出した外面を有し、
   前記熱伝導性高分子層の静摩擦係数が０．３以下であり、
   前記貼着層は、前記熱伝導性高分子層よりも小さい外形を有することを特徴とする熱伝導性シート。
3. 高分子マトリックスと、シートの厚み方向に配向した繊維状の熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物から成形される熱伝導性高分子層と、
   前記熱伝導性高分子層の外面上に設けられる貼着層と、
   前記貼着層上に設けられる機能層としての導電層とを備え、
   前記熱伝導性高分子層は、前記繊維状の熱伝導性充填材の端部が突出した外面を有し、
   前記熱伝導性高分子層の静摩擦係数が０．３以下であり、
   前記貼着層は、前記熱伝導性高分子層よりも小さい外形を有することを特徴とする熱伝導性シート。
4. 前記貼着層の厚さが５０μｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱伝導性シート。
5. 前記熱伝導性高分子層の貼着層が設けられた外面において、該外面全体の面積に対して貼着層が占める面積の割合が３０％以下である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱伝導性シート。
6. 前記熱伝導性高分子層には、複数の前記貼着層が熱伝導性高分子層の外面全体にわたってドット状に設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱伝導性シート。
7. 前記貼着層が、前記熱伝導性高分子層の周縁部の全体にわたって設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱伝導性シート。
8. 前記熱伝導性高分子層の硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３により規定されるタイプＥによって測定された硬度において５〜８０である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の熱伝導性シート。
9. 前記繊維状の熱伝導性充填剤の端部が突出した熱伝導性高分子層の外面は、
   前記熱伝導性高分子組成物からシート状に成形された熱伝導性高分子層の外面の高分子マトリックスが除去されることで形成されたものである請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の熱伝導性シート。

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