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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124984
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】熱伝導シートおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 23/36 20060101AFI20240906BHJP
H01L 23/373 20060101ALI20240906BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240906BHJP
【ＦＩ】
H01L23/36 D
H01L23/36 M
H05K7/20 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023033011
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000190116
【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002697
【氏名又は名称】めぶき弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100110973
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 洋
(72)【発明者】
【氏名】土屋 昌俊
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA11
5E322EA11
5E322FA04
5F136BC04
5F136BC07
5F136FA01
5F136FA02
5F136FA03
5F136FA06
5F136FA25
5F136FA51
5F136FA53
5F136GA35
(57)【要約】 （修正有）
【課題】低硬度かつ高熱伝導率を図ることができ、かつ厚み方向への圧縮と解放の繰り返しや長期間の圧縮の環境下でも安定した熱伝導性を発揮可能な熱伝導シート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ゴム状弾性体よりも高い熱伝導性を有する熱伝導シート１であって、シート状のゴム状弾性体１１と、ゴム状弾性体の厚さ方向に対して斜めに配向して埋設される複数の炭素繊維１２と、炭素繊維と同じ側に斜めに配向して埋設される複数の金属線１３とを備え、炭素繊維の少なくとも一部の炭素繊維は、繊維端面をゴム状弾性体１１の厚さ方向の両表面に露出している。製造方法は、第１硬化性ゴム組成物と炭素繊維との混合体を作製して第１ゴムシートを形成する工程と、第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で金属線を挟んだ状態で硬化して第２ゴムシートを形成する工程と、それらを積層して接着することにより、熱伝導シートを構成する工程と、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】ゴム状弾性体よりも高い熱伝導性を有する熱伝導シート１であって、シート状のゴム状弾性体１１と、ゴム状弾性体の厚さ方向に対して斜めに配向して埋設される複数の炭素繊維１２と、炭素繊維と同じ側に斜めに配向して埋設される複数の金属線１３とを備え、炭素繊維の少なくとも一部の炭素繊維は、繊維端面をゴム状弾性体１１の厚さ方向の両表面に露出している。製造方法は、第１硬化性ゴム組成物と炭素繊維との混合体を作製して第１ゴムシートを形成する工程と、第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で金属線を挟んだ状態で硬化して第２ゴムシートを形成する工程と、それらを積層して接着することにより、熱伝導シートを構成する工程と、を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シート状のゴム状弾性体と、
前記ゴム状弾性体の厚さ方向に対して斜めに配向して埋設される複数の炭素繊維と、
前記炭素繊維と同じ側に斜めに配向して埋設される複数の金属線と、
を備え、前記ゴム状弾性体よりも高い熱伝導性を有する熱伝導シートであって、
前記炭素繊維の少なくとも一部の前記炭素繊維は、繊維端面を前記ゴム状弾性体の厚さ方向の両表面に露出していることを特徴とする熱伝導シート。
前記ゴム状弾性体の厚さ方向に対して斜めに配向して埋設される複数の炭素繊維と、
前記炭素繊維と同じ側に斜めに配向して埋設される複数の金属線と、
を備え、前記ゴム状弾性体よりも高い熱伝導性を有する熱伝導シートであって、
前記炭素繊維の少なくとも一部の前記炭素繊維は、繊維端面を前記ゴム状弾性体の厚さ方向の両表面に露出していることを特徴とする熱伝導シート。
【請求項2】
前記炭素繊維は、カーボンファイバーであることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項3】
前記金属線は、銀、銅、金、ニッケル、チタン、白金の内の少なくとも１種の金属、前記金属の内の少なくとも1種を含む合金、ステンレススチール、アルミニウムまたはアルミニウム合金より構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項4】
前記炭素繊維と前記金属線とは非接触状態にて前記ゴム状弾性体中に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項5】
前記ゴム状弾性体の前記厚さ方向に垂直な表面のうち少なくとも一方は、凹凸形状を有することを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項6】
前記凹凸形状を形成する凹部の表面を保護する保護フィルムをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の熱伝導シート。
【請求項7】
前記ゴム状弾性体に、その厚さ方向にある両表面に貫通する１または２以上の貫通孔を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項8】
前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項9】
前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設している領域の外周の少なくとも一部に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設していない前記ゴム状弾性体の周縁部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか１項に記載の熱伝導シートを製造する方法であって、
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる液状の第１硬化性ゴム組成物と前記炭素繊維との混合体を作製する混合体作製工程と、
前記混合体を平面体上に所定方向に沿って吐出する吐出工程と、
前記吐出工程後の前記混合体をシート状に成形して硬化し、複数の前記炭素繊維が前記所定方向に配向した第１ゴムシートを得る第１成形工程と、
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を平面体上に配置する第１配置工程と、
前記第１配置工程後に、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物上に前記金属線を並べて配置する第２配置工程と、
前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物と前記金属線とを含む状態で硬化して第２ゴムシートを得る第２成形工程と、
前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを、前記炭素繊維の長さ方向と、前記金属線の長さ方向とを合わせるように接着して積層体を作製する積層工程と、
前記積層体中の前記炭素繊維および前記金属線の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、前記積層体をスライスするスライス工程と、
を含む熱伝導シートの製造方法。
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる液状の第１硬化性ゴム組成物と前記炭素繊維との混合体を作製する混合体作製工程と、
前記混合体を平面体上に所定方向に沿って吐出する吐出工程と、
前記吐出工程後の前記混合体をシート状に成形して硬化し、複数の前記炭素繊維が前記所定方向に配向した第１ゴムシートを得る第１成形工程と、
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を平面体上に配置する第１配置工程と、
前記第１配置工程後に、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物上に前記金属線を並べて配置する第２配置工程と、
前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物と前記金属線とを含む状態で硬化して第２ゴムシートを得る第２成形工程と、
前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを、前記炭素繊維の長さ方向と、前記金属線の長さ方向とを合わせるように接着して積層体を作製する積層工程と、
前記積層体中の前記炭素繊維および前記金属線の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、前記積層体をスライスするスライス工程と、
を含む熱伝導シートの製造方法。
【請求項11】
前記第２配置工程後に、前記金属線の上から別の前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を配置する第３配置工程を、さらに含み、
前記第２成形工程を、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で前記金属線を挟んだ状態で硬化して前記第２ゴムシートを得る工程とすることを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
前記第２成形工程を、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で前記金属線を挟んだ状態で硬化して前記第２ゴムシートを得る工程とすることを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
【請求項12】
前記スライス工程により前記シート状に切断された切断面の少なくとも一方に凹凸形状を形成する凹凸形成工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
【請求項13】
前記凹凸形状を形成する凹部の表面に、当該表面を保護する保護フィルムを配置する保護フィルム配置工程をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の熱伝導シートの製造方法。
【請求項14】
前記第１硬化性ゴム組成物および前記第２硬化性ゴム組成物は、共に、硬化性シリコーンゴム組成物であり、
前記積層工程では、前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを液状の硬化性シリコーンゴム組成物にて接着することを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
前記積層工程では、前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを液状の硬化性シリコーンゴム組成物にて接着することを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
【請求項15】
前記第１成形工程において、前記ゴム状弾性体の厚さ方向にある両表面に貫通する１または２以上の貫通孔を形成するための１または２以上の溝を形成することを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
【請求項16】
前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物は、前記炭素繊維を混合した組成物であることを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
【請求項17】
前記スライス工程の後に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設している領域の外周の少なくとも一部に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設していない前記ゴム状弾性体の周縁部材を形成する周縁部材形成工程を、さらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の熱伝導シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱伝導シートおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車、航空機、船舶あるいは家庭用若しくは業務用電子機器の制御システムは、より高精度かつ複雑化してきており、それに伴って、回路基板上の小型電子部品の集積密度が増加の一途を辿っている。この結果、回路基板周辺の発熱による電子部品の故障や短寿命化を解決することが強く望まれている。回路基板からの速やかな放熱を実現するには、従来から、回路基板等の熱源とヒートシンクあるいは冷却ファン等の冷却部材との間に熱伝導シートを介在させる手段が知られている。熱伝導シートとしては、樹脂やゴム等のゴム状弾性体に熱伝導性フィラーを分散含有させたものが広く使用されている。また、近年では、熱伝導性フィラーとしての炭素繊維を熱伝導シートの厚さ方向に配向させた熱伝導シートが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－５６２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような熱伝導シートにおいては、さらなる熱伝導率の向上が要求されている。一般的には、高い熱伝導率を得るために、熱伝導シート内に含有される炭素繊維等の熱伝導性フィラーの充填率を高めることにより対応している。しかしながら、熱伝導性フィラーの充填率を高めると、熱伝導シートが高硬度となり柔軟性が損なわれる虞がある。熱伝導シートが高硬度である場合、熱源および冷却部材への密着性が低下することにより、熱伝導率が低下する虞がある。また、先述のような従来から公知の熱伝導シートは、炭素繊維が面内の一方向に配向するよう成形された柔軟性を有するシート前駆体を、配向方向に垂直な平面でスライスして製造される。このように製造された熱伝導シートは、切断面の表面粗さが大きくなるため、熱源および／または冷却部材との接触界面での熱抵抗が大きくなり、熱伝導シートの厚さ方向の熱伝導率が低下する虞がある。これは、回路基板のみならず、電子部品、電子機器本体あるいはバッテリーセルのような他の熱源にも通じる。
【0005】
また、熱伝導シートには、上記特性とは別の特性も求められている。それは、使用に伴う厚みの変化が小さいことである。熱伝導シートが安定した熱伝導特性（放熱特性とも言い換えることができる）を実現するには、熱伝導シートをセッティングする際に、その厚さ方向両側に接する発熱体および受熱体に対して熱伝導シートが密着するように、当該熱伝導シートを圧縮する必要がある。熱伝導シートは、圧縮後、解放され、さらに圧縮されるといった圧縮と解放の繰り返しの環境下に晒され、あるいは長期間の圧縮を継続する環境下に晒されることもがある。従来から知られる熱伝導シートは、かかる環境下に晒されると、厚みの大きな減少が生じてしまい、安定した熱伝導特性を得ることができなくなってしまう。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するべく、低硬度かつ高熱伝導率を図ることができ、かつ厚み方向への圧縮と解放の繰り返しや長期間の圧縮の環境下でも安定した熱伝導性を発揮可能な熱伝導シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）上記目的を達成するための一実施形態に係る熱伝導シートは、シート状のゴム状弾性体と、前記ゴム状弾性体の厚さ方向に対して斜めに配向して埋設される複数の炭素繊維と、前記炭素繊維と同じ側に斜めに配向して埋設される複数の金属線とを備え、前記ゴム状弾性体よりも高い熱伝導性を有する熱伝導シートであって、前記炭素繊維の少なくとも一部の前記炭素繊維は、繊維端面を前記ゴム状弾性体の厚さ方向の両表面に露出している。
（２）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記炭素繊維は、カーボンファイバーであっても良い。
（３）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記金属線は、銀、銅、金、ニッケル、チタン、白金の内の少なくとも１種の金属、前記金属の内の少なくとも1種を含む合金、ステンレススチール、アルミニウムまたはアルミニウム合金より構成されていても良い。
（４）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記炭素繊維と前記金属線とは非接触状態にて前記ゴム状弾性体中に配置されていても良い。
（５）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記ゴム状弾性体の前記厚さ方向に垂直な表面のうち少なくとも一方は、凹凸形状を有していても良い。
（６）別の実施形態に係る熱伝導シートは、好ましくは、前記凹凸形状を形成する凹部の表面を保護する保護フィルムをさらに備えても良い。
（７）別の実施形態に係る熱伝導シートは、好ましくは、前記ゴム状弾性体に、その厚さ方向にある両表面に貫通する１または２以上の貫通孔を備えても良い。
（８）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムであっても良い。
（９）別の実施形態に係る熱伝導シートは、好ましくは、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設している領域の外周の少なくとも一部に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設していない前記ゴム状弾性体の周縁部材を備えても良い。
（１０）上記目的を達成するための一実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、上述のいずれか１つの熱伝導シートを製造する方法であって、
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる液状の第１硬化性ゴム組成物と前記炭素繊維との混合体を作製する混合体作製工程と、
前記混合体を平面体上に所定方向に沿って吐出する吐出工程と、
前記吐出工程後の前記混合体をシート状に成形して硬化し、複数の前記炭素繊維が前記所定方向に配向した第１ゴムシートを得る第１成形工程と、
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を平面体上に配置する第１配置工程と、
前記第１配置工程後に、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物上に前記金属線を並べて配置する第２配置工程と、
前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物と前記金属線とを含む状態で硬化して第２ゴムシートを得る第２成形工程と、
前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを、前記炭素繊維の長さ方向と、前記金属線の長さ方向とを合わせるように接着して積層体を作製する積層工程と、
前記積層体中の前記炭素繊維および前記金属線の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、前記積層体をスライスするスライス工程と、
を含む。
（１１）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記第２配置工程後に、前記金属線の上から別の前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を配置する第３配置工程を、さらに含み、前記第２成形工程を、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で前記金属線を挟んだ状態で硬化して前記第２ゴムシートを得る工程としても良い。
（１２）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記スライス工程により前記シート状に切断された切断面の少なくとも一方に凹凸形状を形成する凹凸形成工程をさらに含んでも良い。
（１３）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記凹凸形状を形成する凹部の表面に、当該表面を保護する保護フィルムを配置する保護フィルム配置工程をさらに含んでも良い。
（１４）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法において、好ましくは、前記第１硬化性ゴム組成物および前記第２硬化性ゴム組成物は、共に、硬化性シリコーンゴム組成物であり、前記積層工程では、前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを液状の硬化性シリコーンゴム組成物にて接着しても良い。
（１５）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法において、好ましくは、前記第１成形工程は、前記ゴム状弾性体の厚さ方向にある両表面に貫通する１または２以上の貫通孔を形成するための１または２以上の溝を形成することを含む工程であっても良い。
（１６）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法において、好ましくは、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物は、前記炭素繊維を混合した組成物であっても良い。
（１７）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記スライス工程の後に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設している領域の外周の少なくとも一部に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設していない前記ゴム状弾性体の周縁部材を形成する周縁部材形成工程を、さらに含んでも良い。
（２）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記炭素繊維は、カーボンファイバーであっても良い。
（３）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記金属線は、銀、銅、金、ニッケル、チタン、白金の内の少なくとも１種の金属、前記金属の内の少なくとも1種を含む合金、ステンレススチール、アルミニウムまたはアルミニウム合金より構成されていても良い。
（４）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記炭素繊維と前記金属線とは非接触状態にて前記ゴム状弾性体中に配置されていても良い。
（５）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記ゴム状弾性体の前記厚さ方向に垂直な表面のうち少なくとも一方は、凹凸形状を有していても良い。
（６）別の実施形態に係る熱伝導シートは、好ましくは、前記凹凸形状を形成する凹部の表面を保護する保護フィルムをさらに備えても良い。
（７）別の実施形態に係る熱伝導シートは、好ましくは、前記ゴム状弾性体に、その厚さ方向にある両表面に貫通する１または２以上の貫通孔を備えても良い。
（８）別の実施形態に係る熱伝導シートにおいて、好ましくは、前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムであっても良い。
（９）別の実施形態に係る熱伝導シートは、好ましくは、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設している領域の外周の少なくとも一部に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設していない前記ゴム状弾性体の周縁部材を備えても良い。
（１０）上記目的を達成するための一実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、上述のいずれか１つの熱伝導シートを製造する方法であって、
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる液状の第１硬化性ゴム組成物と前記炭素繊維との混合体を作製する混合体作製工程と、
前記混合体を平面体上に所定方向に沿って吐出する吐出工程と、
前記吐出工程後の前記混合体をシート状に成形して硬化し、複数の前記炭素繊維が前記所定方向に配向した第１ゴムシートを得る第１成形工程と、
硬化後に前記ゴム状弾性体の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を平面体上に配置する第１配置工程と、
前記第１配置工程後に、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物上に前記金属線を並べて配置する第２配置工程と、
前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物と前記金属線とを含む状態で硬化して第２ゴムシートを得る第２成形工程と、
前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを、前記炭素繊維の長さ方向と、前記金属線の長さ方向とを合わせるように接着して積層体を作製する積層工程と、
前記積層体中の前記炭素繊維および前記金属線の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、前記積層体をスライスするスライス工程と、
を含む。
（１１）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記第２配置工程後に、前記金属線の上から別の前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を配置する第３配置工程を、さらに含み、前記第２成形工程を、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で前記金属線を挟んだ状態で硬化して前記第２ゴムシートを得る工程としても良い。
（１２）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記スライス工程により前記シート状に切断された切断面の少なくとも一方に凹凸形状を形成する凹凸形成工程をさらに含んでも良い。
（１３）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記凹凸形状を形成する凹部の表面に、当該表面を保護する保護フィルムを配置する保護フィルム配置工程をさらに含んでも良い。
（１４）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法において、好ましくは、前記第１硬化性ゴム組成物および前記第２硬化性ゴム組成物は、共に、硬化性シリコーンゴム組成物であり、前記積層工程では、前記第１ゴムシートと前記第２ゴムシートとを液状の硬化性シリコーンゴム組成物にて接着しても良い。
（１５）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法において、好ましくは、前記第１成形工程は、前記ゴム状弾性体の厚さ方向にある両表面に貫通する１または２以上の貫通孔を形成するための１または２以上の溝を形成することを含む工程であっても良い。
（１６）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法において、好ましくは、前記第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物は、前記炭素繊維を混合した組成物であっても良い。
（１７）別の実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、好ましくは、前記スライス工程の後に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設している領域の外周の少なくとも一部に、前記炭素繊維および前記金属線をそれぞれ埋設していない前記ゴム状弾性体の周縁部材を形成する周縁部材形成工程を、さらに含んでも良い。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、低硬度かつ高熱伝導率を図ることができ、かつ厚み方向への圧縮と解放の繰り返しや長期間の圧縮の環境下でも安定した熱伝導性を発揮可能な熱伝導シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0011】
１．熱伝導シート
図１は、本発明の一実施形態に係る熱伝導シートを発熱体と受熱体との間に挟んだ状況の断面図および熱伝導シートの近傍の一部Ａの拡大図を示す。
図１は、本発明の一実施形態に係る熱伝導シートを発熱体と受熱体との間に挟んだ状況の断面図および熱伝導シートの近傍の一部Ａの拡大図を示す。
【0012】
この実施形態に係る熱伝導シート１は、発熱体２から受熱体３に熱を伝導させて発熱体２からの放熱を促進するためのシートである。発熱体２とは、熱を発する部材であり、放熱の対象物を意味する。発熱体２の例としては、回路基板、回路基板上の電子部品、バッテリー内のセル等を挙げることができるが、これらに限定されない。受熱体３とは、発熱体２からの熱の移動先の部材を意味する。受熱体３は、発熱体２よりも温度が低い部材であれば、発熱していても良い。受熱体３の例としては、ヒートシンク、回路基板を入れた筐体、バッテリーの筐体、発熱体２としてのセルよりも温度の低い別のセルを挙げることができる。
【0013】
熱伝導シート１は、シート状のゴム状弾性体１１と、ゴム状弾性体１１の厚さ方向に対して斜めに配向して埋設される複数の炭素繊維１２と、炭素繊維１２と同じ側に斜めに配向して埋設される複数の金属線１３とを備え、ゴム状弾性体１１よりも高い熱伝導性を有するシートである。ゴム状弾性体１１は、特に制約はなく、熱伝導シート１に要求される性能に応じて適宜選択することができる。熱伝導シート１の厚さは、好ましくは２５μｍ～５ｍｍ、より好ましくは５０μｍ～３ｍｍである。熱伝導シート１の平面視における形状は、特に制約はないが、好ましくは正方形または長方形である。平面視にて正方形または長方形の熱伝導シート１の一辺は、好ましくは１００ｍｍ～４００ｍｍ、より好ましくは２００ｍｍ～３００ｍｍである。ゴム状弾性体１１としては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、天然ゴム等が挙げられる。これらは、１種単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。これらの中でも、成形加工性、耐候性、耐熱性に優れるとともに、電子部品等の発熱体２に対する密着性および追従性の点から、シリコーンゴムが特に好ましい。
【0014】
炭素繊維１２は、熱伝導シート１の厚さ方向の両表面を１本でつなぐことのできる長さの繊維のみならず、当該長さに至らない短い繊維を含むように広義に解釈される。すなわち、「炭素繊維」は「長尺状炭素」の意味に広義に解釈される。金属線１３は、熱伝導シート１の厚さ方向の両表面を1本でつなぐことのできる長さの線である。熱伝導シート１の厚さをＴとし、炭素繊維１２が熱伝導シート１の厚さ方向の一面となす鋭角をθ１とすると、炭素繊維１２の長さは、好ましくは、Ｔ／ｓｉｎ（θ１）と同一またはそれ以下の長さである。また、金属線１３が熱伝導シート１の厚さ方向の一面となす鋭角をθ２とすると、金属線１３の長さは、好ましくは、Ｔ／ｓｉｎ（θ２）と同一の長さである。
【0015】
また、本願では、配向角度（θ１またはθ２）は、複数の長尺状部材（ここでは、炭素繊維１２や金属線１３）の全てが向いている角度を意味するわけではない。ここでは、配向角度は、熱伝導シート１をその厚さ方向沿って切断した切断面、平面視にて正方形または長方形の熱伝導シート１であれば好ましくはシートの特定の辺に平行でかつシートの厚さ方向沿って切断した切断面における各長尺状部材の角度の平均値を意味する。鋭角θ１の範囲は、０度より大きく８５度以下、好ましくは２０度以上７５度以下、より好ましくは３０度以上７０度以下である。鋭角θ２の範囲も、同様に、０度より大きく８５度以下、好ましくは２０度以上７５度以下、より好ましくは３０度以上７０度以下である。θ１とθ２は、好ましくは、同一またはプラスマイナス１０度の範囲にあるほど近い角度である。
【0016】
炭素繊維１２および金属線１３は、熱伝導シート１の厚さ方向に切断した一断面において、当該厚さ方向（または熱伝導シート１の厚さ方向の一面）に対して斜めに傾斜してゴム状弾性体１１の中に埋設されている。このため、熱伝導シート１の厚さ方向において別の断面でみたときには、その断面において斜めに傾斜しているとは限らない。また、炭素繊維１２と金属線１３は、上記一断面において、同じ側に傾斜している。すなわち、図１における一部Ａの拡大図において、炭素繊維１２は、右側に倒れるように傾斜している。金属線１３も、また、右側に倒れるように傾斜している。
【0017】
炭素繊維１２の内の少なくとも一部の炭素繊維１２は、繊維端面をゴム状弾性体１１の厚さ方向の両表面に露出している。好ましくは、全ての炭素繊維１２が繊維端面を当該厚さ方向の両表面に露出している。このため、熱伝導シート１を発熱体２と受熱体３との間に挟んだ場合、炭素繊維１２を通じて発熱体２から受熱体３へと熱を伝導しやすくなる。炭素繊維１２は、ゴム状弾性体１１に埋設されていて、ゴム状弾性体１１よりも高い熱伝導性能を発揮させる役割を持つ。炭素繊維１２は、先に説明したように、ゴム状弾性体１１の厚さ方向に対して斜めに傾斜してゴム状弾性体１１に埋設されているので、熱伝導シート１をその厚さ方向に圧縮したときに熱伝導シート１の厚さ方向の変形を阻害しにくい。また、炭素繊維１２が熱伝導シート1の厚さ方向の面に露出している端面は、炭素繊維１２の長軸に対して斜めに切断された面となっている。このため、その端面は、炭素繊維１２の長軸に対して垂直に切断した面に比べて大きな面積を有する。したがって、ゴム状弾性体１１に存在する炭素繊維１２の含有率が低くても、発熱体２からの熱を伝達しやすい。炭素繊維１２は、長尺状の炭素質部材であれば、炭素がアモルファス質であるかグラファイト質であるかを問わない。炭素繊維１２としては、好ましくは、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、グラファイトナノファイバー、ダイアモンドファイバーを例示でき、より好ましくはカーボンファイバー、より好ましくはピッチ系カーボンファイバーを例示できる。炭素繊維１２の繊維長は、好ましくは、０．００２ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは、０．００５ｍｍ～７．５ｍｍである。炭素繊維１２の繊維径は、好ましくは、１μｍ～５０μｍ、より好ましくは、５μｍ～２５μｍである。
【0018】
金属線１３は、ゴム状弾性体１１の厚さ方向の両表面に、金属線１３の端面を露出していても、露出していなくとも良い。金属線１３は、圧縮と解放の繰り返し、または長期間の圧縮状態で使用した熱伝導シート１の厚さを維持する役割を持つ。金属線１３は、先に説明したように、ゴム状弾性体１１の厚さ方向に対して斜めに傾斜してゴム状弾性体１１に埋設されているので、熱伝導シート１をその厚さ方向に圧縮したときに熱伝導シート１の厚さ方向の変形を阻害しにくく、かつ上記圧縮を解放したときに、金属線１３の柔軟な変形に起因して熱伝導シート１の厚さを復活させやすい。このように、金属線１３が熱伝導シート１の厚さを維持する役割を担うためには、金属線１３の直径は、炭素繊維１２の直径よりも大きい方が好ましい。ただし、金属線１３の直径が炭素繊維１２の直径より小さくとも良い。金属線１３としてきわめて細いものを用いたときでも、金属線１３の埋設本数を多くできるメリットもあり、熱伝導シート１の厚さの復元力に寄与できるからである。金属線１３の直径は、好ましくは１μｍ～２００μｍ、より好ましくは５μｍ～１００μｍである。金属線１３は、如何なる金属で構成されていても良いが、好ましくは、銀、銅、金、ニッケル、チタン、白金の内の少なくとも１種の金属、前記金属の内の少なくとも1種を含む合金、ステンレススチール、アルミニウムまたはアルミニウム合金より構成されている。熱伝導シート１の厚さの復元性を高める観点では、金属線１３の材料は、ニッケル‐チタン合金などの超弾性合金であるのが好ましい。また、金属線１３の形状は、円柱形状に限定されず、楕円柱、三角柱、四角柱、五角以上の多角形の端面を持つ多角柱等の各種形状であっても良い。金属線１３の端面が円以外の場合には、金属線１３の直径は、端面の面積と同一の円に換算したときの直径を意味する。
【0019】
炭素繊維１２と金属線１３とは、好ましくは、互いに非接触状態にてゴム状弾性体１１中に配置されている。炭素繊維１２を埋設する領域と、金属線１３を埋設する領域とは、好ましくは、ゴム層１４を挟んで隣接している。ゴム層１４としては、ゴム状弾性体１１と同一のゴムが好ましく、シリコーンゴムがより好ましい。ただし、ゴム層１４は必須の構成ではない。
【0020】
２．熱伝導シートの製造方法
次に、本発明の一実施形態に係る熱伝導シートの製造方法について説明する。
次に、本発明の一実施形態に係る熱伝導シートの製造方法について説明する。
【0021】
図２は、一実施形態に係る熱伝導シートの製造方法の主な工程のフローを示す。
【0022】
この実施形態に係る熱伝導シートの製造方法は、
硬化後にゴム状弾性体１１の少なくとも一部となる液状の第１硬化性ゴム組成物と炭素繊維１２との混合体を作製する混合体作製工程（Ｓ１１０）と、
上記混合体を平面体上に所定方向に沿って吐出する吐出工程（Ｓ１２０）と、
吐出工程（Ｓ１２０）後の混合体をシート状に成形して硬化し、複数の炭素繊維１２が上記所定方向に配向した第１ゴムシートを得る第１成形工程（Ｓ１３０）と、
硬化後にゴム状弾性体１１の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を平面体上に配置する第１配置工程（Ｓ２１０）と、
第１配置工程（Ｓ２１０）後に、第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物上に複数の金属線１３を並べて配置する第２配置工程（Ｓ２２０）と、
第２配置工程（Ｓ２２０）後に、金属線１３の上から別の第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を配置する第３配置工程（Ｓ２３０）と、
第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で金属線１３を挟んだ状態で硬化して第２ゴムシートを得る第２成形工程（Ｓ２４０）と、
第１ゴムシートと第２ゴムシートとを、炭素繊維１２の長さ方向と、金属線１３の長さ方向とを合わせるように接着して積層体を作製する積層工程（Ｓ３１０）と、
積層体中の炭素繊維１２および金属線１３の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、積層体をスライスするスライス工程（Ｓ３２０）と、
を含む。なお、Ｓ３１０において、「接着」は、接着剤を用いる手法に限定されず、貼り合わせる面を活性化する手法も含むように解釈される。例えば、貼り合わせる面にエキシマ光を照射して当該面を活性化する方法を挙げることができる。また、上記製造工程の変形例として、第２成形工程（Ｓ２４０）を、第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物と金属線１３とを含む状態で硬化して第２ゴムシートを得る工程とし、第３配置工程（Ｓ２３０）を省略することもできる。
硬化後にゴム状弾性体１１の少なくとも一部となる液状の第１硬化性ゴム組成物と炭素繊維１２との混合体を作製する混合体作製工程（Ｓ１１０）と、
上記混合体を平面体上に所定方向に沿って吐出する吐出工程（Ｓ１２０）と、
吐出工程（Ｓ１２０）後の混合体をシート状に成形して硬化し、複数の炭素繊維１２が上記所定方向に配向した第１ゴムシートを得る第１成形工程（Ｓ１３０）と、
硬化後にゴム状弾性体１１の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を平面体上に配置する第１配置工程（Ｓ２１０）と、
第１配置工程（Ｓ２１０）後に、第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物上に複数の金属線１３を並べて配置する第２配置工程（Ｓ２２０）と、
第２配置工程（Ｓ２２０）後に、金属線１３の上から別の第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物を配置する第３配置工程（Ｓ２３０）と、
第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物の間で金属線１３を挟んだ状態で硬化して第２ゴムシートを得る第２成形工程（Ｓ２４０）と、
第１ゴムシートと第２ゴムシートとを、炭素繊維１２の長さ方向と、金属線１３の長さ方向とを合わせるように接着して積層体を作製する積層工程（Ｓ３１０）と、
積層体中の炭素繊維１２および金属線１３の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、積層体をスライスするスライス工程（Ｓ３２０）と、
を含む。なお、Ｓ３１０において、「接着」は、接着剤を用いる手法に限定されず、貼り合わせる面を活性化する手法も含むように解釈される。例えば、貼り合わせる面にエキシマ光を照射して当該面を活性化する方法を挙げることができる。また、上記製造工程の変形例として、第２成形工程（Ｓ２４０）を、第２硬化性ゴム組成物を少なくとも含む組成物と金属線１３とを含む状態で硬化して第２ゴムシートを得る工程とし、第３配置工程（Ｓ２３０）を省略することもできる。
【0023】
図３は、図２のＳ１２０およびＳ１３０の各工程を説明するための図を示す。図４は、図２のＳ２１０、Ｓ２２０およびＳ２３０の各工程を説明するための図を示す。図５は、図２のＳ２４０、Ｓ３１０、Ｓ３２０の各工程を説明するための図を示す。
【0024】
【0025】
（１）混合体作製工程（Ｓ１１０）
この工程は、液状の第１硬化性ゴム組成物１１ａと炭素繊維１２との混合体２１ａを作製する工程である。液状の第１硬化性ゴム組成物１１ａとしては、液状のシリコーンゴム組成物を例示できる。液状のシリコーンゴム組成物としては、付加硬化型および縮合硬化型のいずれのタイプの組成物でも良い。
この工程は、液状の第１硬化性ゴム組成物１１ａと炭素繊維１２との混合体２１ａを作製する工程である。液状の第１硬化性ゴム組成物１１ａとしては、液状のシリコーンゴム組成物を例示できる。液状のシリコーンゴム組成物としては、付加硬化型および縮合硬化型のいずれのタイプの組成物でも良い。
【0026】
（２）吐出工程（Ｓ１２０）
この工程は、混合体２１ａを平面体の一例である平面基板２０上に、所定方向（黒矢印方向）に沿って吐出する工程である。平面基板２０としては、平滑性の高い樹脂板、例えば、ポリエチレンテレフタレート製の基板を例示できる。「平面体」は、平滑な面を有する限り、板形状に限定されず、如何なる形状でも良い。この工程によれば、混合体２１ａ中の炭素繊維１２の多くは、その長さ方向を所定方向に向けるように配向する。
この工程は、混合体２１ａを平面体の一例である平面基板２０上に、所定方向（黒矢印方向）に沿って吐出する工程である。平面基板２０としては、平滑性の高い樹脂板、例えば、ポリエチレンテレフタレート製の基板を例示できる。「平面体」は、平滑な面を有する限り、板形状に限定されず、如何なる形状でも良い。この工程によれば、混合体２１ａ中の炭素繊維１２の多くは、その長さ方向を所定方向に向けるように配向する。
【0027】
（３）第１成形工程（Ｓ１３０）
この工程は、吐出後の混合体２１ａをシート状に成形して硬化し、複数の炭素繊維１２が上記所定方向に配向した第１ゴムシート２１を得る工程である。第１ゴムシート２１は、例えば、金型３０（上金型３１と下金型３２とを含む）を用いて成形および硬化可能である。液状の第１硬化性ゴム組成物１１ａとして、付加硬化型シリコーンゴム組成物を用いる場合には、金型３０内の混合体２１ａを加熱して第１ゴムシート２１を得ることができる。第１ゴムシート２１は、シート状のゴム状弾性体１１中に、シート面に沿って配向した複数の炭素繊維１２が含まれた形態を有する。
この工程は、吐出後の混合体２１ａをシート状に成形して硬化し、複数の炭素繊維１２が上記所定方向に配向した第１ゴムシート２１を得る工程である。第１ゴムシート２１は、例えば、金型３０（上金型３１と下金型３２とを含む）を用いて成形および硬化可能である。液状の第１硬化性ゴム組成物１１ａとして、付加硬化型シリコーンゴム組成物を用いる場合には、金型３０内の混合体２１ａを加熱して第１ゴムシート２１を得ることができる。第１ゴムシート２１は、シート状のゴム状弾性体１１中に、シート面に沿って配向した複数の炭素繊維１２が含まれた形態を有する。
【0028】
（４）第１配置工程（Ｓ２１０）
この工程は、硬化後にゴム状弾性体１１の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物を平面体の一例である平面基板３０上に配置する工程である。平面基板３０としては、平滑性の高い樹脂板、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基板を例示できる。第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物は、後述するように、炭素繊維１２を混合した組成物でも良いが、ここでは、第２硬化性ゴム組成物１７ａのみである。第２硬化性ゴム組成物１７ａとしては、ミラブル型のシリコーンゴム組成物を例示できる。ミラブル型シリコーンゴム組成物としては、付加硬化型および縮合硬化型のいずれのタイプの組成物でも良いが、加熱せずに硬化可能な縮合硬化型の組成物の方が好ましい。なお、第２硬化性ゴム組成物１７ａとして、液状のシリコーンゴム組成物を用いることもできる。
この工程は、硬化後にゴム状弾性体１１の少なくとも一部となる第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物を平面体の一例である平面基板３０上に配置する工程である。平面基板３０としては、平滑性の高い樹脂板、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基板を例示できる。第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物は、後述するように、炭素繊維１２を混合した組成物でも良いが、ここでは、第２硬化性ゴム組成物１７ａのみである。第２硬化性ゴム組成物１７ａとしては、ミラブル型のシリコーンゴム組成物を例示できる。ミラブル型シリコーンゴム組成物としては、付加硬化型および縮合硬化型のいずれのタイプの組成物でも良いが、加熱せずに硬化可能な縮合硬化型の組成物の方が好ましい。なお、第２硬化性ゴム組成物１７ａとして、液状のシリコーンゴム組成物を用いることもできる。
【0029】
（５）第２配置工程（Ｓ２２０）
この工程は、第１配置工程（Ｓ２１０）後に、第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物上に複数の金属線１３を並べて配置する工程である。金属線１３は、第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物上において、隙間をあけて複数本並べて配置される。
この工程は、第１配置工程（Ｓ２１０）後に、第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物上に複数の金属線１３を並べて配置する工程である。金属線１３は、第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物上において、隙間をあけて複数本並べて配置される。
【0030】
（６）第３配置工程（Ｓ２３０）
この工程は、第２配置工程（Ｓ２２０）後に、金属線１３の上から別の第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物を配置する工程である。第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物は、ここでは、第１配置工程（Ｓ２１０）において使用した第２硬化性ゴム組成物１７ａのみである。第２硬化性ゴム組成物１７ａとしては、ミラブル型のシリコーンゴム組成物を例示できる。
この工程は、第２配置工程（Ｓ２２０）後に、金属線１３の上から別の第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物を配置する工程である。第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物は、ここでは、第１配置工程（Ｓ２１０）において使用した第２硬化性ゴム組成物１７ａのみである。第２硬化性ゴム組成物１７ａとしては、ミラブル型のシリコーンゴム組成物を例示できる。
【0031】
（７）第２成形工程（Ｓ２４０）
この工程は、２つの第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物の間で金属線１３を挟んだ状態で硬化して第２ゴムシート３１を得る工程である。硬化方法については特に制約はなく、室温硬化や加熱硬化を例示できる。ここでは、第２硬化性ゴム組成物１７ａとして縮合硬化型シリコーンゴム組成物を用いた例で説明する。このため、第２ゴムシート３１は、２つの第２硬化性ゴム組成物１７ａの間に金属線１３を挟んだ状態で室温放置して得ることができる。別の例では、第２硬化性ゴム組成物１７ａとして付加硬化型シリコーンゴム組成物を用いて、２つの第２硬化性ゴム組成物１７ａの間に金属線１３を挟んだものを金型に入れた後に加熱して、第２ゴムシート３１を得ることもできる。第２ゴムシート３１は、シート状のゴム状弾性体１１中に、シート面に沿って配向した複数の金属線１３が含まれた形態を有する。
この工程は、２つの第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物の間で金属線１３を挟んだ状態で硬化して第２ゴムシート３１を得る工程である。硬化方法については特に制約はなく、室温硬化や加熱硬化を例示できる。ここでは、第２硬化性ゴム組成物１７ａとして縮合硬化型シリコーンゴム組成物を用いた例で説明する。このため、第２ゴムシート３１は、２つの第２硬化性ゴム組成物１７ａの間に金属線１３を挟んだ状態で室温放置して得ることができる。別の例では、第２硬化性ゴム組成物１７ａとして付加硬化型シリコーンゴム組成物を用いて、２つの第２硬化性ゴム組成物１７ａの間に金属線１３を挟んだものを金型に入れた後に加熱して、第２ゴムシート３１を得ることもできる。第２ゴムシート３１は、シート状のゴム状弾性体１１中に、シート面に沿って配向した複数の金属線１３が含まれた形態を有する。
【0032】
（８）積層工程（Ｓ３１０）
この工程は、第１ゴムシート２１と第２ゴムシート３１とを、炭素繊維１２の長さ方向と、金属線１３の長さ方向とを合わせるようにして交互に接着して積層体３５を作製する工程である。第１ゴムシート２１および第２ゴムシート３１の各数は、熱伝導シート１の大きさに応じて変えることができる。また、この実施形態では、第１ゴムシート２１と第２ゴムシート３１とを交互に接着しているが、第１ゴムシート２１を２枚積層して、次に第２ゴムシート３１を積層し、または第２ゴムシート３１を２枚積層して、次に第１ゴムシート２１を積層しても良い。さらに、各シート２１，３１をランダムに積層しても良い。積層に用いる接着剤１４ａの種類には、特に制約はないが、硬化後に耐熱性の高いゴム層１４となるシリコーンゴム組成物が好ましい。この実施形態では、液状の硬化性シリコーンゴム組成物を接着剤１４ａとして用いている。このように、第１硬化性ゴム組成物１１ａおよび第２硬化性ゴム組成物１７ａは、共に、硬化性シリコーンゴム組成物であり、積層工程（Ｓ３１０）では、第１ゴムシート２１と第２ゴムシート３１とを液状の硬化性シリコーンゴム組成物にて接着することにより、熱伝導シート１を構成するゴム状弾性体１１はシリコーンゴムとなる。
この工程は、第１ゴムシート２１と第２ゴムシート３１とを、炭素繊維１２の長さ方向と、金属線１３の長さ方向とを合わせるようにして交互に接着して積層体３５を作製する工程である。第１ゴムシート２１および第２ゴムシート３１の各数は、熱伝導シート１の大きさに応じて変えることができる。また、この実施形態では、第１ゴムシート２１と第２ゴムシート３１とを交互に接着しているが、第１ゴムシート２１を２枚積層して、次に第２ゴムシート３１を積層し、または第２ゴムシート３１を２枚積層して、次に第１ゴムシート２１を積層しても良い。さらに、各シート２１，３１をランダムに積層しても良い。積層に用いる接着剤１４ａの種類には、特に制約はないが、硬化後に耐熱性の高いゴム層１４となるシリコーンゴム組成物が好ましい。この実施形態では、液状の硬化性シリコーンゴム組成物を接着剤１４ａとして用いている。このように、第１硬化性ゴム組成物１１ａおよび第２硬化性ゴム組成物１７ａは、共に、硬化性シリコーンゴム組成物であり、積層工程（Ｓ３１０）では、第１ゴムシート２１と第２ゴムシート３１とを液状の硬化性シリコーンゴム組成物にて接着することにより、熱伝導シート１を構成するゴム状弾性体１１はシリコーンゴムとなる。
【0033】
（９）スライス工程（Ｓ３２０）
この工程は、積層体３５中の炭素繊維１２および金属線１３の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、積層体３５をスライスする工程である。ここで、「スライス」とは、薄く切ることを意味する。図５では、点線Ｌで示すようにスライスする状況を示している。この工程により、炭素繊維１２および金属線１３は、その長さ方向に対して斜めにカットされる。スライス工程（Ｓ３２０）の後、必要に応じて、端面形状を整え、または平面視の外形を変える等の調整を行って、熱伝導シート１が完成する。図５の熱伝導シート１の一部Ｂの拡大図は、図１の一部Ａの拡大図と同様の図である。
この工程は、積層体３５中の炭素繊維１２および金属線１３の各長さ方向に対して斜めにカットして各傾斜断面を形成するように、積層体３５をスライスする工程である。ここで、「スライス」とは、薄く切ることを意味する。図５では、点線Ｌで示すようにスライスする状況を示している。この工程により、炭素繊維１２および金属線１３は、その長さ方向に対して斜めにカットされる。スライス工程（Ｓ３２０）の後、必要に応じて、端面形状を整え、または平面視の外形を変える等の調整を行って、熱伝導シート１が完成する。図５の熱伝導シート１の一部Ｂの拡大図は、図１の一部Ａの拡大図と同様の図である。
【0034】
図６は、図２から図５の各工程を経て製造された熱伝導シートの平面図（６Ａ）、正面図（６Ｂ）、背面図（６Ｃ）、左側面図（６Ｄ）、右側面図（６Ｅ）、底面図（６Ｆ）、平面図のＷ－Ｗ拡大図（６Ｇ）および正面図のＸ－Ｘ拡大図（６Ｈ）を示す。
【0035】
図６に示すように、熱伝導シート１は、第１シート２１と第２シート３１とを交互に接着した構造を有する。第１シート２１は、炭素繊維１２を埋設している。第２シート３１は、金属線１３を埋設している。
【0036】
【0037】
第１変形例に係る製造方法は、図２のＳ３２０の後に、凹凸形成工程（Ｓ３３０）および保護フィルム配置工程（Ｓ３４０）を有する。
【0038】
凹凸形成工程（Ｓ３３０）は、スライス工程（Ｓ３２０）によりシート状に切断された切断面の少なくとも一方に凹凸形状を形成する工程である。この実施形態では、図８に示すように、熱伝導シート１ａの上記切断面の一方の面から内方に窪む凹部４２が形成されている。なお、熱伝導シート１ａの上記一方の面のみならず厚さ方向両面に凹部４２を形成しても良い。
【0039】
また、保護フィルム配置工程（Ｓ３４０）は、図８に示すように、上記の凹凸形状を形成する凹部４２の表面に、当該表面を保護する保護フィルム４１を配置する工程である。保護フィルム４１は、凹部４２の底面のみならず、側面も含めた凹部４２の内側全面に配置されていても良い。保護フィルム４１は、その材料に特に制約はなく、例えば、上述のゴム状弾性体１１の材料と同様のものを挙げられる。保護フィルム４１としては、成形加工性、耐候性、耐熱性に優れるとともに、電子部品等の熱源に対する密着性および追従性の点から、シリコーンゴムが特に好ましい。熱伝導シート１ａは、発熱体２と受熱体３との間において、厚さ方向に圧縮される。このときに、熱伝導シート１ａに凹部４２を備えていると荷重を低く抑えることができる。また、熱伝導シート１ａは、凹部４２に保護フィルム４１を備えるため、例えば、炭素繊維１２を引き抜く方向（炭素繊維１２の配向方向）の外力が加わった場合であっても、凹部４２における炭素繊維１２がゴム状弾性体１１から引き抜かれる事態を抑制することができる。なお、保護フィルム４１は、全ての凹部４２に備えられておらず、一部の凹部４２のみに備えられていても良い。また、熱伝導シート１ａは、凹部４２のみを備え、保護フィルム４１を備えていなくとも良い。凹部４２は、平面視にてドット状の凹部、または溝でも良い。
【0040】
図９は、第２変形例および第３変形例に係る各種熱伝導シートの断面図を示す。
【0041】
第２変形例に係る熱伝導シート１ｂは、ゴム状弾性体１１に、その厚さ方向にある両表面に貫通する１または２以上の貫通孔４３を備える。貫通孔４３の形成方法の一例は、第１成形工程（Ｓ１３０）において、貫通孔４３を形成するための１または２以上の溝を形成する方法を挙げることができる。溝は、炭素繊維１２の長さ方向、すなわち混合体２１ａの吐出方向に略平行に形成される。溝は、１本でも、複数本でも良い。
【0042】
第３変形例に係る熱伝導シート１ｃは、金属線１３と炭素繊維１２とが接触状態にあるシートである。言い換えると、熱伝導シート１ｃにおいて、金属線１３の埋設領域と炭素繊維１２の埋設領域が分離しておらず、シート全体に炭素繊維１２が埋設されていて、その一部に金属線１３が埋設されている。このような構造を実現する方法の一例として、第２硬化性ゴム組成物１７ａを少なくとも含む組成物を、炭素繊維１２を混合した組成物として第２シート３１を製造する方法を挙げることができる。
【0043】
図１０は、第４変形例に係る熱伝導シートの平面図（１０Ａ）、正面図（１０Ｂ）、背面図（１０Ｃ）、左側面図（１０Ｄ）および右側面図（１０Ｅ）を示す。図１１は、第４変形例に係る熱伝導シートの底面図（１１Ａ）、平面図のＹ－Ｙ線断面図（１１Ｂ）およびＹ－Ｙ線断面図のＺ－Ｚ拡大図を示す。
【0044】
第４変形例に係る熱伝導シート１ｄは、炭素繊維１２および金属線１３をそれぞれ埋設している領域６０の外周の少なくとも一部に、炭素繊維１２および金属線１３をそれぞれ埋設していないゴム状弾性体１１の周縁部材５０を備える。この変形例では、周縁部材５０は、領域６０の全外周、具体的には領域６０を構成する熱伝導シート１の４辺を囲むように、領域６０に固定されている。ただし、周縁部材５０は、領域６０の全周ではなく、周囲の一部のみに固定されていても良い。
【0045】
周縁部材５０の厚さは、好ましくは、領域６０（熱伝導シート１）の厚さと同一であるが、領域６０の厚さより大きく、または小さくすることも可能である。周縁部材５０は、炭素繊維１２の脱落防止の他、ハンドリング性を高めるのに寄与する。また、周縁部材５０をタック性の高いシリコーンゴムで構成すると、熱伝導シート１ｄを発熱体２および／または受熱体３に正確に位置合わせでき、かつ貼り付けやすい。周縁部材５０は、領域６０に比べて、平滑、あるいは低硬度であるのが好ましい。
【0046】
熱伝導シート１ｄは、スライス工程（Ｓ３２０）の後に、領域６０の外周の少なくとも一部に周縁部材５０を形成する周縁部材形成工程を、さらに含めることにより完成できる。
【0047】
４．その他
熱伝導シート１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの切断面から炭素繊維１２の脱落を防止するために、切断面全体に、コート層を形成しても良い。その場合、コーティングに用いる材料に、ゴム状弾性体１１よりも熱伝導性の高いフィラー（例えば、炭素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等のフィラー）を含むようにするのが好ましい。これによって、熱伝導シート１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおいて、コーティングによる熱伝導性の低下を低減することができる。
熱伝導シート１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの切断面から炭素繊維１２の脱落を防止するために、切断面全体に、コート層を形成しても良い。その場合、コーティングに用いる材料に、ゴム状弾性体１１よりも熱伝導性の高いフィラー（例えば、炭素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等のフィラー）を含むようにするのが好ましい。これによって、熱伝導シート１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおいて、コーティングによる熱伝導性の低下を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明に係る熱伝導シートは、例えば、自動車、工業用ロボット、発電装置、ＰＣ、家庭用電化製品等の各種電子機器、自動車用のバッテリー、家庭用の充放電可能なバッテリー、ＰＣ等の電子機器用のバッテリー等に利用できる。
【符号の説明】
【0049】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ・・・熱伝導シート、１１・・・ゴム状弾性体、１１ａ・・・第１硬化性ゴム組成物、１２・・・炭素繊維、１３・・・金属線、１４・・・ゴム層、１７ａ・・・第２硬化性ゴム組成物、２０，３０・・・平面基板、２１・・・第１ゴムシート、２１ａ・・・混合体、３１・・・第２ゴムシート、３５・・・積層体、４１・・・保護フィルム、４２・・・凹部、４３・・・貫通孔、５０・・・周縁部材、６０・・・領域。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
