知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-27
(45)【発行日】2022-06-06
(54)【発明の名称】難燃性放熱シート
(51)【国際特許分類】
H05K 7/20 20060101AFI20220530BHJP
B32B 7/027 20190101ALI20220530BHJP
C01B 32/20 20170101ALI20220530BHJP
C08K 3/04 20060101ALI20220530BHJP
C08L 75/04 20060101ALI20220530BHJP
C09D 7/45 20180101ALI20220530BHJP
C09D 7/61 20180101ALI20220530BHJP
C09D 7/63 20180101ALI20220530BHJP
C09D 175/04 20060101ALI20220530BHJP
C09J 7/29 20180101ALI20220530BHJP
C09J 7/38 20180101ALI20220530BHJP
H01L 23/373 20060101ALI20220530BHJP
【ＦＩ】
H05K7/20 B
B32B7/027
C01B32/20
C08K3/04
C08L75/04
C09D7/45
C09D7/61
C09D7/63
C09D175/04
C09J7/29
C09J7/38
H01L23/36 M
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020079178
(22)【出願日】2020-04-28
(62)【分割の表示】P 2016067335の分割
【原出願日】2016-03-30
(65)【公開番号】P2020141142
(43)【公開日】2020-09-03
【審査請求日】2020-04-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000195029
【氏名又は名称】星和電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104569
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 正夫
(72)【発明者】
【氏名】森永 彰
(72)【発明者】
【氏名】澤田 晃
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 祐弓
(72)【発明者】
【氏名】川添 公美子
【審査官】小林 大介
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２００８／１４２７９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－１０１０２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２４５５２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１７５３４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０８８２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０３５５４４２８（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７９５４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／００５０９１６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ ７／２０
Ｈ０１Ｌ ２３／３４ －２３／３６
Ｃ０８Ｌ ７５／０４
Ｃ０８Ｋ ３／０４
Ｃ０９Ｊ ７／２９
Ｃ０９Ｊ ７／３８
Ｃ０９Ｄ ７／４５
Ｃ０９Ｄ ７／６１
Ｃ０９Ｄ ７／６３
Ｃ０９Ｄ １７５／０４
Ｃ０１Ｂ ３２／２０
Ｂ３２Ｂ ７／０２７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱伝導拡散層と、この熱伝導拡散層の一面に積層される放熱層と、前記熱伝導拡散層の他面に積層される熱伝導粘着層とを具備しており、前記熱伝導拡散層は銅箔であり、前記放熱層は難燃放熱塗料であり、前記熱伝導粘着層は耐熱粘着剤に難燃機能性材料を混合したものであり、かつ前記難燃機能性材料は、固形難燃剤、可溶性難燃剤及び熱伝導フィラーを含み、前記放熱層はアクリルウレタン樹脂を主剤とし、それに放熱材、分散剤、沈殿防止剤、稀釈溶剤、固形難燃剤、硬化剤を混合したものであり、前記アクリルウレタン樹脂は、透明度のあるものであり、前記硬化剤は、透明度のあるものであり、前記放熱材は土状グラファイトであることを特徴とする難燃性放熱シート。
【請求項2】
前記土状グラファイトは、平均粒度が５μｍであることを特徴とする請求項１記載の難燃性放熱シート。
【請求項3】
前記アクリルウレタン樹脂は１０～４０％（望ましくは３２．８％）、前記放熱材は０．５～４５％（望ましくは１１．３％）、前記分散剤は０．２～１．５％（望ましくは０．５％）、前記硬化剤は５～３０％（望ましくは２１．４％）であることを特徴とする請求項１又は２記載の難燃性放熱シート。
【請求項4】
前記固形難燃剤は、前記難燃放熱塗料を１００％としたとき、３０％以上かつ５０％以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の難燃性放熱シート。
【請求項5】
前記難燃機能性材料のうち、固形難燃剤及び熱伝導フィラーは、熱伝導粘着層の厚み寸法より小さな径を有するものであることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の難燃性放熱シート。
【請求項6】
前記熱伝導粘着層には、剥離紙が積層されていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の難燃性放熱シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、電子機器からの熱を放熱する難燃性放熱シートに関する。
【背景技術】
【0002】
電気機器、電子機器等を構成する部品は、その集積度の向上及び動作速度の向上により消費電力が増大し、その結果、発熱量が増大している。発熱量が増大すると、部品自体の温度が上昇することになる。部品の温度上昇は、部品の誤動作、故障による寿命低下、使用者へのやけどの発生等につながるため、温度の上昇を抑制することが望まれている。
温度上昇の抑制手段としては、放熱板を部品に接触させる技術が知られている。放熱板を部品に接触させることにより、部品に発生した熱が放熱板へと伝導し、その結果、部品の温度上昇を抑制できる。
放熱板には、金属、金属シートやグラファイトシートのような熱伝導率の高い材料が使用されている。また、酸化被膜（アルマイト処理、金属ヒートシンク）や樹脂コーティング（筐体への樹脂塗装）等の表面処理を行って、輻射性能を向上させる手法もある。
温度上昇の抑制手段としては、放熱板を部品に接触させる技術が知られている。放熱板を部品に接触させることにより、部品に発生した熱が放熱板へと伝導し、その結果、部品の温度上昇を抑制できる。
放熱板には、金属、金属シートやグラファイトシートのような熱伝導率の高い材料が使用されている。また、酸化被膜（アルマイト処理、金属ヒートシンク）や樹脂コーティング（筐体への樹脂塗装）等の表面処理を行って、輻射性能を向上させる手法もある。
【0003】
しかし、放熱板に溜まった熱は、放熱板温度と外気温度の差が小さければ、排出されず、放熱板に溜まったままとなる。そのため、温度上昇の抑制手段としての放熱板は、いまだ改善の余地がある。
また、金属シートやグラファイトシートを用いた場合には、短絡事故を防ぐために、樹脂フィルムでのラミネート加工等が必要になり、コストの上昇を招来するとともに、薄型化された電子機器には使用できないという問題点がある。
さらに、酸化被膜等の形成は、電子部品や基材自身への加工となるため、設計段階からの考慮が必要となり、後付けが難しくなる。また、部分的な放熱処理が難しいため、製品設計自体が難しくなるおそれがある。
また、金属シートやグラファイトシートを用いた場合には、短絡事故を防ぐために、樹脂フィルムでのラミネート加工等が必要になり、コストの上昇を招来するとともに、薄型化された電子機器には使用できないという問題点がある。
さらに、酸化被膜等の形成は、電子部品や基材自身への加工となるため、設計段階からの考慮が必要となり、後付けが難しくなる。また、部分的な放熱処理が難しいため、製品設計自体が難しくなるおそれがある。
【0004】
そこで、特開２０１４－１６０７１８号公報記載の熱放射性フィルム及び熱放射性粘着テープが創案された。
【0005】
【文献】特開２０１４－１６０７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記の熱放射性フィルム等には、難燃性に問題があり、電源装置周囲には使用できないという問題があった。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、難燃性と表面絶縁性を有し、かつ放熱効果、作業性にも優れた難燃性放熱シートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る難燃性放熱シートは、熱伝導拡散層と、この熱伝導拡散層の一面に積層される放熱層と、前記熱伝導拡散層の他面に積層される熱伝導粘着層とを備えている。
【0009】
また、前記熱伝導拡散層は銅箔であり、前記放熱層は難燃放熱塗料であり、前記熱伝導粘着層は耐熱粘着剤に難燃機能性材料を混合したものである。
【0010】
さらに、前記難燃機能性材料は、固形難燃剤、可溶性難燃剤及び熱伝導フィラーを含むものである。
【0011】
しかも、前記難燃機能性材料のうち、固形難燃剤及び熱伝導フィラーは、熱伝導粘着層の厚み寸法より小さな径を有するものである。
【0012】
なお、前記熱伝導粘着層には、剥離紙が積層されているとよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る難燃性放熱シートは、放熱が必要な電子部品等に直接貼着することができるので、作業性に優れている。
また、この難燃性放熱シートは難燃性を備えているため、従来のものでは対応できなかった電源装置の周囲にも使用することができるというメリットがある。
さらに、本発明に係る難燃性放熱シートでは、熱伝導粘着層を構成する難燃機能性材料に固形難燃剤と可溶性難燃剤とを併用しているため、難燃剤の使用量を低減させつつ、粘着力を確保することができる。すなわち、難燃剤として固形難燃剤だけを大量に使用すると、固形難燃剤が粉末タイプであるために添加された耐熱性粘着剤はパサパサとした乾燥状態になってしまい、結果として粘着力が低下してしまうが、固形難燃剤のみならず、粘着力の高い液体タイプの可溶性難燃剤をも併用することで、粘着力を確保している。
また、この難燃性放熱シートは難燃性を備えているため、従来のものでは対応できなかった電源装置の周囲にも使用することができるというメリットがある。
さらに、本発明に係る難燃性放熱シートでは、熱伝導粘着層を構成する難燃機能性材料に固形難燃剤と可溶性難燃剤とを併用しているため、難燃剤の使用量を低減させつつ、粘着力を確保することができる。すなわち、難燃剤として固形難燃剤だけを大量に使用すると、固形難燃剤が粉末タイプであるために添加された耐熱性粘着剤はパサパサとした乾燥状態になってしまい、結果として粘着力が低下してしまうが、固形難燃剤のみならず、粘着力の高い液体タイプの可溶性難燃剤をも併用することで、粘着力を確保している。
【0014】
しかも、難燃機能性材料の粒径を熱伝導粘着層の厚さよりも小さくするため、熱伝導粘着層の表面がより平らになり粘着力が向上すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の実施の形態に係る難燃性放熱シート１０００は、図１に示すように、熱伝導拡散層１００と、この熱伝導拡散層１００の一面に積層される放熱層２００と、前記熱伝導拡散層１００の他面に積層される熱伝導粘着層３００とを有している。なお、熱伝導粘着層３００には、剥離紙４００が積層されている。この剥離紙４００は、熱伝導粘着層３００を保護するものであり、使用前に剥がされる。
なお、図１では作画の都合上、各部の厚さ寸法は誇張されている。
なお、図１では作画の都合上、各部の厚さ寸法は誇張されている。
【0017】
まず、前記熱伝導拡散層１００としては、３５μｍ厚の銅箔を使用するが 厚みは５～２００μｍでもよい。また、熱伝導拡散層１００が厚いほど放熱性能が向上する。この熱伝導拡散層１００にアルミニウム箔を使用すれば価格的には安価に構成することができるが、熱伝導率が半分程度になるため放熱性能が低下するという問題がある。
１０ｍｍ角の３５μｍ厚のアルミニウム箔であると、アルミニウムの熱伝導率を２００Ｗ／ｍ．Ｋとすると、熱抵抗は以下のようになる。
アルミニウムの熱抵抗＝１÷２００×０．０３５÷（１０×１０）×１０００
＝０．００１７５Ｋ／Ｗ
これに対して、１０ｍｍ角の３５μｍ厚の銅箔であると、銅の熱伝導率を４２０Ｗ／ｍ．Ｋとすると、熱抵抗は以下のようになる。
銅の熱抵抗＝１÷４２０×０．０３５÷（１０×１０）×１０００
＝０．０００８３Ｋ／Ｗ
すなわち、熱伝導拡散層１００にアルミニウム箔を使用すると、約２倍の熱抵抗が発生するため、放熱性能が低下するのである。
１０ｍｍ角の３５μｍ厚のアルミニウム箔であると、アルミニウムの熱伝導率を２００Ｗ／ｍ．Ｋとすると、熱抵抗は以下のようになる。
アルミニウムの熱抵抗＝１÷２００×０．０３５÷（１０×１０）×１０００
＝０．００１７５Ｋ／Ｗ
これに対して、１０ｍｍ角の３５μｍ厚の銅箔であると、銅の熱伝導率を４２０Ｗ／ｍ．Ｋとすると、熱抵抗は以下のようになる。
銅の熱抵抗＝１÷４２０×０．０３５÷（１０×１０）×１０００
＝０．０００８３Ｋ／Ｗ
すなわち、熱伝導拡散層１００にアルミニウム箔を使用すると、約２倍の熱抵抗が発生するため、放熱性能が低下するのである。
【0018】
前記放熱層２００としては、アクリルウレタン樹脂を主剤とし、それに放熱材、分散剤、沈殿防止剤、希釈溶剤、固形難燃剤、硬化剤等を混合したものを使用する。
その組成配合比は、アクリルウレタン樹脂を１０～４０％（望ましくは３２．８％）、放熱材を０．５～４５％（望ましくは１１．３％）、分散剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）、沈殿防止剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）、希釈溶剤を５～４５％（望ましくは５．０％）、固形難燃剤を１５～５０％（望ましくは２８．５％）、硬化剤を５～３０％（望ましくは２１．４％）とする。
なお、この放熱層２００は絶縁性を有しているため、電子機器内部で使用しても短絡事故の原因となることはない。
上記放熱材の配合は塗布後の基材との密着性の維持のために０．５～４５％（望ましくは１１．３％）とした。
また、前記固体添加物（固形難燃剤、放熱材など）が多いことから、塗料液を保管した際の塗料液のアクリルウレタン樹脂と添加剤との分離を抑えるため、前記分散剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）、前記沈殿防止剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）加えることで塗料液の分離を抑えて品質安定性を確保した。
その組成配合比は、アクリルウレタン樹脂を１０～４０％（望ましくは３２．８％）、放熱材を０．５～４５％（望ましくは１１．３％）、分散剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）、沈殿防止剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）、希釈溶剤を５～４５％（望ましくは５．０％）、固形難燃剤を１５～５０％（望ましくは２８．５％）、硬化剤を５～３０％（望ましくは２１．４％）とする。
なお、この放熱層２００は絶縁性を有しているため、電子機器内部で使用しても短絡事故の原因となることはない。
上記放熱材の配合は塗布後の基材との密着性の維持のために０．５～４５％（望ましくは１１．３％）とした。
また、前記固体添加物（固形難燃剤、放熱材など）が多いことから、塗料液を保管した際の塗料液のアクリルウレタン樹脂と添加剤との分離を抑えるため、前記分散剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）、前記沈殿防止剤を０．２～１．５％（望ましくは０．５％）加えることで塗料液の分離を抑えて品質安定性を確保した。
【0019】
アクリルウレタン樹脂としては放熱材の邪魔をしないように透明度のあるもので、かつ 柔軟性があり表面が硬いものを選択する。透明度のあるものを選択することよって、放熱材である土状グラファイトの赤外線輻射効果を高めることができる。柔軟性を必要とするのは、難燃性放熱シート１０００は折り曲げられる必要があるためである。
また、放熱材としては土状グラファイトであり、平均粒径が５μｍのものを使用する。なお、この放熱材は単体では粒径が５μｍ以下であるが、凝集すると粒径は最大１０５μｍになる。なお、放熱材としては土状グラファイト以外に、カーボン系、セラミック系のものを使用することができる。
さらに、希釈溶剤としては主剤としてのアクリルウレタン樹脂が溶けるもの、例えば酢酸ｎ－ブチルを使用する。
また、放熱材としては土状グラファイトであり、平均粒径が５μｍのものを使用する。なお、この放熱材は単体では粒径が５μｍ以下であるが、凝集すると粒径は最大１０５μｍになる。なお、放熱材としては土状グラファイト以外に、カーボン系、セラミック系のものを使用することができる。
さらに、希釈溶剤としては主剤としてのアクリルウレタン樹脂が溶けるもの、例えば酢酸ｎ－ブチルを使用する。
【0020】
また、硬化剤としては主剤としてのアクリルウレタン樹脂と同様に、放熱材の邪魔をしないように透明度のあるもので、かつ 柔軟性があり表面が硬いものを選択する。
さらに、固形難燃剤としては、メラミンがコーティングされたポリリン酸アンモニウムを使用する。その他に固形難燃剤としては、金属酸化物などの無機系難燃剤、リン系などの有機難燃剤でも使用することができる。この固形難燃剤は、平均粒径７～１６μｍのものを使用する。なぜなら、放熱層２００の膜厚は２０μｍであるため、外観上や生産性向上のため、凹凸ができないように膜厚より小さな粒径のものを使用するのである。
分散剤、沈殿防止剤も塗料としての品質を安定させるために使用する。
さらに、固形難燃剤としては、メラミンがコーティングされたポリリン酸アンモニウムを使用する。その他に固形難燃剤としては、金属酸化物などの無機系難燃剤、リン系などの有機難燃剤でも使用することができる。この固形難燃剤は、平均粒径７～１６μｍのものを使用する。なぜなら、放熱層２００の膜厚は２０μｍであるため、外観上や生産性向上のため、凹凸ができないように膜厚より小さな粒径のものを使用するのである。
分散剤、沈殿防止剤も塗料としての品質を安定させるために使用する。
【0021】
放熱層２００は、アクリルウレタン樹脂、放熱材、分散剤、沈殿防止剤、希釈溶剤、固形難燃剤を混ぜた後、ビーズミルに複数回通すことで、それぞれの粒径を２０μｍ以下とする。特に、放熱材が凝集した場合の最大粒径が１０５μｍになるので、このビーズミルによる粉砕が重要となる。
【0022】
放熱層２００を構成する塗料に対する難燃剤の混合度合いによって、放熱層２００と熱伝導拡散層１００との密着度合いや難燃性に関係があることが判明した。
難燃性についてはＵＬ９４Ｖ試験、密着性についてはＪＩＳのＫ５６００－５－６試験にそれぞれ準拠して実験を行った。
その実験結果を下記表１に示す。
難燃性についてはＵＬ９４Ｖ試験、密着性についてはＪＩＳのＫ５６００－５－６試験にそれぞれ準拠して実験を行った。
その実験結果を下記表１に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
上記表１に示すように、難燃性及び熱伝導拡散層１００への密着性を考慮すると、難燃剤の混合比率が３０％が最低ラインとなっている。
安全性を見込めば少なくとも４０％以上の混合比率が望ましい。
塗料の主剤であるアクリルウレタン樹脂は、燃えやすい材料であるため、難燃剤を多く混合する必要がある。
しかしながら、難燃剤を入れすぎると、難燃剤が粉体のため、塗料が液体にならない。また、難燃剤を入れすぎると粘度が高くなりすぎ、製造時に摩擦熱が発生するため、量産に向かない。
一方、難燃剤が少なければ、難燃性が確保できず、燃焼してしまう問題がある。
安全性を見込めば少なくとも４０％以上の混合比率が望ましい。
塗料の主剤であるアクリルウレタン樹脂は、燃えやすい材料であるため、難燃剤を多く混合する必要がある。
しかしながら、難燃剤を入れすぎると、難燃剤が粉体のため、塗料が液体にならない。また、難燃剤を入れすぎると粘度が高くなりすぎ、製造時に摩擦熱が発生するため、量産に向かない。
一方、難燃剤が少なければ、難燃性が確保できず、燃焼してしまう問題がある。
【0025】
このため、少なくとも難燃剤の混合比率を３０％とし、かつ塗料としての適正な粘度を維持するため、以下の工夫を加えた。
希釈溶剤を１０％追加で加えることで粘度を下げた。これにより、摩擦熱で量産できないという問題を解消した。
なお、上記配合は、稀釈溶剤を５～４５％（望ましくは５．０％）加えることが最適である。この範囲を外れると、難燃性、放熱性、密着性、摩擦熱による量産性、品質安定性などを確保できないため、範囲内での配合量が重要となる。
また、難燃剤を少量ずつ加えることで粘度上昇を穏やかにし、摩擦熱を緩和した。
さらに、希釈しても塗膜が割れないように、高固形分かつ柔軟性のあるアクリルウレタン樹脂を採用した。
難燃剤を多量に添加できないという問題点解消のため、主剤であるアクリルウレタン樹脂に高粘度かつ高固形分のものを採用した。
希釈溶剤を１０％追加で加えることで粘度を下げた。これにより、摩擦熱で量産できないという問題を解消した。
なお、上記配合は、稀釈溶剤を５～４５％（望ましくは５．０％）加えることが最適である。この範囲を外れると、難燃性、放熱性、密着性、摩擦熱による量産性、品質安定性などを確保できないため、範囲内での配合量が重要となる。
また、難燃剤を少量ずつ加えることで粘度上昇を穏やかにし、摩擦熱を緩和した。
さらに、希釈しても塗膜が割れないように、高固形分かつ柔軟性のあるアクリルウレタン樹脂を採用した。
難燃剤を多量に添加できないという問題点解消のため、主剤であるアクリルウレタン樹脂に高粘度かつ高固形分のものを採用した。
【0026】
放熱層２００を設けることで、難燃性放熱シート１０００の放熱効果を高めた。
かかる効果を確認するため、放熱層２００があるものとないものとを以下の条件で比較した。なお、比較例として発熱体である抵抗器のみの表面温度も測定した。
試験試料に１Ωの抵抗器を熱伝導性両面粘着テープを用いて固定し、雰囲気温度２５℃の恒温恒湿槽内に設置し、抵抗器に１．５Ｖの電圧を２０００秒間印加して抵抗器の表面温度を計測した。
（１）難燃性放熱シート１０００あるいはそれに類似したものを貼り付けない発熱体のみの場合と、（２）発熱体に放熱層２００がある難燃性放熱シート１０００を貼り付けた場合と、（３）発熱体に放熱層２００がないシートを貼り付けた場合の２０００秒経過後の温度を以下の表２に示す。
その結果を図２に示す。
かかる効果を確認するため、放熱層２００があるものとないものとを以下の条件で比較した。なお、比較例として発熱体である抵抗器のみの表面温度も測定した。
試験試料に１Ωの抵抗器を熱伝導性両面粘着テープを用いて固定し、雰囲気温度２５℃の恒温恒湿槽内に設置し、抵抗器に１．５Ｖの電圧を２０００秒間印加して抵抗器の表面温度を計測した。
（１）難燃性放熱シート１０００あるいはそれに類似したものを貼り付けない発熱体のみの場合と、（２）発熱体に放熱層２００がある難燃性放熱シート１０００を貼り付けた場合と、（３）発熱体に放熱層２００がないシートを貼り付けた場合の２０００秒経過後の温度を以下の表２に示す。
その結果を図２に示す。
【0027】
【表2】
【0028】
この表２からも、放熱層２００の存在が難燃性放熱シート１０００の放熱効果を向上させることが判る。
【0029】
また、この放熱層２００の熱伝導拡散層１００への塗布工程も工夫した。
一般的には銅箔等の金属箔への塗装は、転写からの張り合わせ工程で行うが、前記放熱層２００を構成する難燃放熱塗料には難燃剤や放熱材が高充填されているので、熱伝導拡散層１００と密着する主成分となるアクリルウレタン樹脂が少ないので、転写からの張り合わせ工程では密着性が確保できない。
このため、放熱層２００の熱伝導拡散層１００への塗布工程は、ダイレクト塗工方法とフローティング乾燥方法とを併用することで量産可能とした。
一般的には銅箔等の金属箔への塗装は、転写からの張り合わせ工程で行うが、前記放熱層２００を構成する難燃放熱塗料には難燃剤や放熱材が高充填されているので、熱伝導拡散層１００と密着する主成分となるアクリルウレタン樹脂が少ないので、転写からの張り合わせ工程では密着性が確保できない。
このため、放熱層２００の熱伝導拡散層１００への塗布工程は、ダイレクト塗工方法とフローティング乾燥方法とを併用することで量産可能とした。
【0030】
まず、一般的な塗布工程は、以下の通りである。
転写用フィルムに塗料を塗布し、それを乾燥炉に通し、ロール状に巻き取る。
塗料を塗布したい基材（この場合は熱伝導拡散層１００）をセットし、塗料が塗布された転写用フィルムを基材に押し付けることで塗料を基材に転写する。
この方法は、転写用フィルムが柔軟性を有しているため、厚みがあり強度の高い基材である程度は対応可能となるメリットがある。
しかし、難燃放熱塗料は２液性であるため、転写用フィルムに塗布して乾燥炉を通すと、塗膜の表面が乾燥してしまい、基材には転写できないという問題がある。
転写用フィルムに塗料を塗布し、それを乾燥炉に通し、ロール状に巻き取る。
塗料を塗布したい基材（この場合は熱伝導拡散層１００）をセットし、塗料が塗布された転写用フィルムを基材に押し付けることで塗料を基材に転写する。
この方法は、転写用フィルムが柔軟性を有しているため、厚みがあり強度の高い基材である程度は対応可能となるメリットがある。
しかし、難燃放熱塗料は２液性であるため、転写用フィルムに塗布して乾燥炉を通すと、塗膜の表面が乾燥してしまい、基材には転写できないという問題がある。
【0031】
一方、ダイレクト塗工方法とは、塗布したい基材（この場合は熱伝導拡散層１００）に難燃放熱塗料を直接塗布し、それを乾燥炉に通し、ロール状に巻き取るのである。この巻き取りの際、基材を強いテンションを加えつつ、無風地帯と強制熱風吹きつけ地帯とを経て高速で巻き取る。
しかしながら、このダイレクト塗工方法では、銅箔である熱伝導拡散層１００はある程度の厚みがあり、かつ強度が高いので、各装置を磨耗させて傷めてしまう。また、磨耗の際に発生する金属粉が製品に混入するという問題がある。
このため、このダイレクト塗工方法のみで対応することはできない。
しかしながら、このダイレクト塗工方法では、銅箔である熱伝導拡散層１００はある程度の厚みがあり、かつ強度が高いので、各装置を磨耗させて傷めてしまう。また、磨耗の際に発生する金属粉が製品に混入するという問題がある。
このため、このダイレクト塗工方法のみで対応することはできない。
【0032】
かかる問題を解消するため、ダイレクト塗工方法とフローティング乾燥方法とを併用した。
すなわち、塗布したい基材（この場合は熱伝導拡散層１００）に難燃放熱塗料を直接塗布した後、基材を風で浮かせた状態で乾燥炉に導入する。基材が風で浮いているため、基材が硬くても各装置を傷めることがない。また、熱も均一に伝わるため、基材の表面には均一な高品質の乾燥膜が形成される。
すなわち、塗布したい基材（この場合は熱伝導拡散層１００）に難燃放熱塗料を直接塗布した後、基材を風で浮かせた状態で乾燥炉に導入する。基材が風で浮いているため、基材が硬くても各装置を傷めることがない。また、熱も均一に伝わるため、基材の表面には均一な高品質の乾燥膜が形成される。
【0033】
また、前記熱伝導粘着層３００は、厚さ寸法を３５μｍとした。この熱伝導粘着層３００として用いられる熱伝導粘着剤は、アクリル樹脂系の耐熱粘着剤を主剤とし、それに難燃機能性材料としての可溶性難燃剤、固形難燃剤、熱伝導フィラー、その他に硬化剤を混合したものを使用する。
その組成配合比は、耐熱性粘着剤を３０～７０％（望ましくは６１．８％）、可溶性難燃剤を５～４０％（望ましくは１０．４％）、固形難燃剤を１０～６０％（望ましくは２５．８％）、熱伝導フィラーを１～５％（望ましくは１．４％）、硬化剤を０．３～３％（望ましくは０．６％）である。
その組成配合比は、耐熱性粘着剤を３０～７０％（望ましくは６１．８％）、可溶性難燃剤を５～４０％（望ましくは１０．４％）、固形難燃剤を１０～６０％（望ましくは２５．８％）、熱伝導フィラーを１～５％（望ましくは１．４％）、硬化剤を０．３～３％（望ましくは０．６％）である。
【0034】
熱伝導粘着層３００を構成する熱伝導粘着剤の主剤としての耐熱性粘着剤には、アクリル系樹脂であり、耐熱性に優れたもの、特に熱を加えた状態での耐熱性に優れたものを使用する。
また、可溶性難燃剤としてはホスファゼン系であり、前記耐熱性粘着剤によく混じる親和性の高いものを選択する。
硬化剤としてはイソシアネート化合物であり、前記耐熱性粘着剤によく混じる親和性の高いものを選択する。
固形難燃剤としてはメラミンがコーティングされたポリリン酸アンモニウムなどであり、平均粒径が７～１６μｍのものを使用する。
熱伝導フィラーとしては鉄、珪素、マグネシウム、亜鉛、酸素などの化合物であり、分球を行って、粒径が３５μｍ以下のものを使用する。
また、可溶性難燃剤としてはホスファゼン系であり、前記耐熱性粘着剤によく混じる親和性の高いものを選択する。
硬化剤としてはイソシアネート化合物であり、前記耐熱性粘着剤によく混じる親和性の高いものを選択する。
固形難燃剤としてはメラミンがコーティングされたポリリン酸アンモニウムなどであり、平均粒径が７～１６μｍのものを使用する。
熱伝導フィラーとしては鉄、珪素、マグネシウム、亜鉛、酸素などの化合物であり、分球を行って、粒径が３５μｍ以下のものを使用する。
【0035】
この耐熱性粘着剤で重要な点は、十分な難燃性及び熱伝導性を有しつつ、かつ十分な粘着力を有することである。
一般的に難燃性や熱伝導性を確保するためには、主剤である耐熱粘着剤に難燃機能性材料を混合することが重要である。がしかし、単に難燃機能性材料を混合するだけでは、粘着力が低下するという問題がある。
一般的に難燃性や熱伝導性を確保するためには、主剤である耐熱粘着剤に難燃機能性材料を混合することが重要である。がしかし、単に難燃機能性材料を混合するだけでは、粘着力が低下するという問題がある。
【0036】
かかる問題を解消するために、耐熱性粘着剤の製造には以下のような工夫を凝らした。（１）難燃機能性材料の粒子径を熱伝導粘着層３００の厚さより小さくする。
（２）耐熱性粘着剤に対する難燃機能性材料の分散を最適化する。
（３）難燃機能性材料の添加順を最適化する。
（４）難燃機能性材料性の難燃剤に固形タイプと液体タイプとを併用する。
（２）耐熱性粘着剤に対する難燃機能性材料の分散を最適化する。
（３）難燃機能性材料の添加順を最適化する。
（４）難燃機能性材料性の難燃剤に固形タイプと液体タイプとを併用する。
【0037】
（１）難燃機能性材料の粒子径について
まず、難燃機能性材料の粒径を熱伝導粘着層３００の厚さ（３５μｍ）よりも小さくするため、難燃機能材料の１つである固形難燃剤は、平均粒径が７～１６μｍの小さなものを選択し、また、熱伝導フィラーは分球を行って３５μｍより小さなものを選択した。
難燃機能性材料の粒径が熱伝導粘着層２００の厚さ（３５μｍ）よりも小さいと、熱伝導粘着層３００の表面がより平らになるため、粘着力が向上すると考えられる。
まず、難燃機能性材料の粒径を熱伝導粘着層３００の厚さ（３５μｍ）よりも小さくするため、難燃機能材料の１つである固形難燃剤は、平均粒径が７～１６μｍの小さなものを選択し、また、熱伝導フィラーは分球を行って３５μｍより小さなものを選択した。
難燃機能性材料の粒径が熱伝導粘着層２００の厚さ（３５μｍ）よりも小さいと、熱伝導粘着層３００の表面がより平らになるため、粘着力が向上すると考えられる。
【0038】
（２）難燃機能性材料の分散について
また、主剤である高粘度の耐熱性粘着剤に対する難燃機能性材料の分散を最適化するために、攪拌槽内における流動を軸方向とは垂直の方向の流れを生み出す幅流（放射流）で行った。
幅流であると、上面から底面に混合する物質を引き込みことが可能であり、乱流と大きな剪断力を発生させることができる。この幅流は、溶解型攪拌羽根、ディゾルバー型攪拌羽根等で発生させることができる。
固形難燃剤の粒径は本来１６μｍ程度であるが、実際にはそれが凝縮して５０μｍ程度になったものが混在している。この大きな粒子が粘着力の低下の一要因となっていた。
また、主剤である高粘度の耐熱性粘着剤に対する難燃機能性材料の分散を最適化するために、攪拌槽内における流動を軸方向とは垂直の方向の流れを生み出す幅流（放射流）で行った。
幅流であると、上面から底面に混合する物質を引き込みことが可能であり、乱流と大きな剪断力を発生させることができる。この幅流は、溶解型攪拌羽根、ディゾルバー型攪拌羽根等で発生させることができる。
固形難燃剤の粒径は本来１６μｍ程度であるが、実際にはそれが凝縮して５０μｍ程度になったものが混在している。この大きな粒子が粘着力の低下の一要因となっていた。
【0039】
耐熱性粘着剤のように高粘度な流体中で、固形難燃剤のように凝縮して大きくなった粒子を含むものをバラバラに砕くためには、大きな剪断力と物理的破壊力を有する幅流が最適である。
攪拌を開始すると、耐熱性粘着剤に抵抗が加わって攪拌羽根の周囲の耐熱性粘着剤が硬くなる。この固くなった耐熱性粘着剤を固形難燃剤に直接的に衝突させることで、凝縮して大きくなっている固形難燃剤の粒子を物理的に破壊して小さくするのである。
攪拌を開始すると、耐熱性粘着剤に抵抗が加わって攪拌羽根の周囲の耐熱性粘着剤が硬くなる。この固くなった耐熱性粘着剤を固形難燃剤に直接的に衝突させることで、凝縮して大きくなっている固形難燃剤の粒子を物理的に破壊して小さくするのである。
【0040】
なお、幅流以外の流動形態、例えば攪拌軸方向に平行な流れである軸流、攪拌軸と同一方向に回転する流れである旋回流は、沈殿したものを上方に持ち上げる効果はあるが、剪断力や物理的破壊力が弱いため、高粘度の耐熱性粘着剤の中で固形難燃剤を砕く力は劣っていると思われる。
【0041】
（３）難燃機能性材料の添加順について
さらに、難燃機能性材料の添加順を最適化した。
難燃機能性材料を大量に高粘度である耐熱性粘着剤に添加する際は、難燃機能性材料の表面積及び表面状態が粘着力に大きな影響を与えていることが判明した。
すなわち、難燃機能性材料を大量に添加すると、難燃機能性材料の表面積が増大し、難燃機能性材料の高粘度化を招くことなる。また、同時に難燃機能性材料の表面状態（材料間の親和力の差による表面張力）を原因として凝集反応が生じてしまう。これらの結果、粘着力が低下するのである。
さらに、難燃機能性材料の添加順を最適化した。
難燃機能性材料を大量に高粘度である耐熱性粘着剤に添加する際は、難燃機能性材料の表面積及び表面状態が粘着力に大きな影響を与えていることが判明した。
すなわち、難燃機能性材料を大量に添加すると、難燃機能性材料の表面積が増大し、難燃機能性材料の高粘度化を招くことなる。また、同時に難燃機能性材料の表面状態（材料間の親和力の差による表面張力）を原因として凝集反応が生じてしまう。これらの結果、粘着力が低下するのである。
【0042】
一般的には、主剤である耐熱性粘着剤に最初に難燃機能性材料を添加し、その後、希釈剤、硬化剤の順序で添加していた。
しかしながら、この一般的な順序では高粘度である耐熱性粘着剤に最初に難燃機能性材料を添加するため、表面積の増大、高粘度化をもたらしてしまう。
そこで、本発明の実施の形態に係る難燃性放熱シートの熱伝導粘着層３００を構成する熱伝導粘着剤は、以下の順序で各材料を混合する。
低粘度の希釈剤に難燃機能性材料、すなわち可溶性難燃剤、固形難燃剤及び熱伝導フィラーを添加する。それも難燃機能性材料は少量ずつ希釈剤に添加する。
次に、難燃機能性材料が添加された希釈剤を高粘度の主剤たる耐熱性粘着剤に添加する。このため、高粘度の液体である耐熱性粘着剤に大量の粉（固形難燃剤や熱伝導フィラー）を入れずにすむので、耐熱性粘着剤の表面張力を緩和した状態で粉を添加することになり、粘着力が低下することがない。
しかしながら、この一般的な順序では高粘度である耐熱性粘着剤に最初に難燃機能性材料を添加するため、表面積の増大、高粘度化をもたらしてしまう。
そこで、本発明の実施の形態に係る難燃性放熱シートの熱伝導粘着層３００を構成する熱伝導粘着剤は、以下の順序で各材料を混合する。
低粘度の希釈剤に難燃機能性材料、すなわち可溶性難燃剤、固形難燃剤及び熱伝導フィラーを添加する。それも難燃機能性材料は少量ずつ希釈剤に添加する。
次に、難燃機能性材料が添加された希釈剤を高粘度の主剤たる耐熱性粘着剤に添加する。このため、高粘度の液体である耐熱性粘着剤に大量の粉（固形難燃剤や熱伝導フィラー）を入れずにすむので、耐熱性粘着剤の表面張力を緩和した状態で粉を添加することになり、粘着力が低下することがない。
【0043】
希釈剤としての酢酸エチル、固形難燃剤、熱伝導フィラーをポリカップに入れ、回転数５００ｒｐｍで５分間攪拌する。
この後、主剤であるアクリル樹脂系の耐熱粘着剤及び可溶性難燃剤を加え、回転数５００ｒｐｍで５分間攪拌する。
さらにこの後、硬化剤を加えて回転数５００ｒｐｍで５分間攪拌する。
なお、一例として、酢酸エチルを３４．５ｇ、固形難燃剤を１６．９ｇ、熱伝導フィラーを０．９ｇ、耐熱性粘着剤を４０．４ｇ、可溶性難燃剤を６．９ｇ、硬化剤を０．４ｇとする。
この後、主剤であるアクリル樹脂系の耐熱粘着剤及び可溶性難燃剤を加え、回転数５００ｒｐｍで５分間攪拌する。
さらにこの後、硬化剤を加えて回転数５００ｒｐｍで５分間攪拌する。
なお、一例として、酢酸エチルを３４．５ｇ、固形難燃剤を１６．９ｇ、熱伝導フィラーを０．９ｇ、耐熱性粘着剤を４０．４ｇ、可溶性難燃剤を６．９ｇ、硬化剤を０．４ｇとする。
【0044】
（４）難燃機能性材料の難燃剤について
難燃機能性材料を構成する難燃剤には、粉末タイプの固形難燃剤と、液体タイプの可溶性難燃剤とを併用した。
難燃剤として固形難燃剤だけを大量に使用すると、固形難燃剤が粉末タイプであるために添加された耐熱性粘着剤はパサパサとした乾燥状態になってしまい、結果として粘着力が低下してしまう。そこで、固形難燃剤のみならず、粘着力の高い液体タイプの可溶性難燃剤をも併用することで、粘着力を確保している。
難燃機能性材料を構成する難燃剤には、粉末タイプの固形難燃剤と、液体タイプの可溶性難燃剤とを併用した。
難燃剤として固形難燃剤だけを大量に使用すると、固形難燃剤が粉末タイプであるために添加された耐熱性粘着剤はパサパサとした乾燥状態になってしまい、結果として粘着力が低下してしまう。そこで、固形難燃剤のみならず、粘着力の高い液体タイプの可溶性難燃剤をも併用することで、粘着力を確保している。
【0045】
このようにして構成した難燃性放熱シートについてＵＬ９４Ｖ試験に準拠した難燃性試験を実施し、その難燃性を確認した。
比較例として、固形難燃剤及び可溶性難燃剤の添加量を１０％、２０％、３０％としたシートをあげた。
その結果を下記の表３に示す。固形難燃剤及び可溶性難燃剤の添加量を３６．３％としたものだけが難燃性を有していることが確認できた。
比較例として、固形難燃剤及び可溶性難燃剤の添加量を１０％、２０％、３０％としたシートをあげた。
その結果を下記の表３に示す。固形難燃剤及び可溶性難燃剤の添加量を３６．３％としたものだけが難燃性を有していることが確認できた。
【0046】
【表3】
【0047】
前記熱伝導粘着剤には、上述した固形難燃剤及や可溶性難燃剤の他に、熱伝導フィラーを混入する。
熱伝導粘着剤から構成される熱伝導粘着層は、主剤にアクリル系樹脂である耐熱性粘着剤を使用しているため、熱伝導率が悪い。
そこで、熱伝導粘着剤に熱伝導フィラーを混入して熱伝導率を高くして放熱効果を向上させている。
この熱伝導フィラーが混入された熱伝導粘着剤を熱伝導粘着層とした難燃性放熱シートと、熱伝導フィラーが混入されていない比較用粘着剤を用いた比較用シートとを用いて以下の実験を行い、それぞれ放熱効果を確認した。
熱伝導粘着剤から構成される熱伝導粘着層は、主剤にアクリル系樹脂である耐熱性粘着剤を使用しているため、熱伝導率が悪い。
そこで、熱伝導粘着剤に熱伝導フィラーを混入して熱伝導率を高くして放熱効果を向上させている。
この熱伝導フィラーが混入された熱伝導粘着剤を熱伝導粘着層とした難燃性放熱シートと、熱伝導フィラーが混入されていない比較用粘着剤を用いた比較用シートとを用いて以下の実験を行い、それぞれ放熱効果を確認した。
【0048】
４０ｍｍ×４０ｍｍに銅箔を切り、その一面に各熱伝導性粘着剤を用いて発熱体としての抵抗値１Ωの抵抗器を貼り付け、この抵抗器に１．５Ｖの電圧を印加して３０分経過時点の抵抗器の温度を測定した。
なお、実験は実験装置全体を風防でカバーした状態で行った。
その実験結果を以下の表４に示す。
なお、実験は実験装置全体を風防でカバーした状態で行った。
その実験結果を以下の表４に示す。
【0049】
【表4】
【0050】
上記表４からは、熱伝導フィラーが混入された熱伝導粘着剤を熱伝導粘着層３００とした難燃性放熱シート１０００の放熱効果の高さが確認できる。
【0051】
なお、この難燃性放熱シート１０００は、放熱層２００は絶縁性を有しているが、熱伝導拡散層１００や熱伝導粘着層３００は、絶縁性を有していない。従って、難燃性放熱シート１０００全体として絶縁性が必要な場合には、パウチ加工等の適宜な手法で絶縁性を確保する必要がある。
【符号の説明】
【0052】
１００ 熱伝導拡散層
２００ 放熱層
３００ 熱伝導粘着層
１０００ 難燃性放熱シート
２００ 放熱層
３００ 熱伝導粘着層
１０００ 難燃性放熱シート
【図1】
【図2】