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JP2008053383A - Radiation heat, electric wave absorption and shield film - Google Patents

Radiation heat, electric wave absorption and shield film Download PDF

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JP2008053383A
JP2008053383A JP2006227095A JP2006227095A JP2008053383A JP 2008053383 A JP2008053383 A JP 2008053383A JP 2006227095 A JP2006227095 A JP 2006227095A JP 2006227095 A JP2006227095 A JP 2006227095A JP 2008053383 A JP2008053383 A JP 2008053383A
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film
graphite
layer
thermal conductivity
heat
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JP2006227095A
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Japanese (ja)
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Mutsuaki Murakami
睦明 村上
Taiji Nishikawa
泰司 西川
Shuhei Wakahara
修平 若原
Yusuke Ota
雄介 太田
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Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric wave absorbing layer on a graphite sheet having an excellent radiation heat characteristic and electromagnetic shield characteristic, thereby effectively suppressing both of heat and an electromagnetic noise generated from electronic components. <P>SOLUTION: There are provided a first layer composed of a graphite film having an anisotropy of a thermal conductivity in a face direction of a film and in a thickness direction of the film, and a second layer formed on the graphite film. The second layer contains a soft magnetic material, ferrite and carbon particles, thereby obtaining an electric wave absorption and a shield film having an excellent radiation heat characteristic. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は放熱(熱拡散)特性に優れ、さらに電波吸収・シールド効果を有するフィルムに関する。 The present invention relates to a film having excellent heat dissipation (heat diffusion) characteristics and further having radio wave absorption and shielding effects.

近年、CPU(MPUU)の著しい性能向上によってパソコン、携帯電話、PDAなどの電子機器の性能は著しく向上している。この様なCPUの性能向上に伴い、CPUの発熱量やCPUに原因を発するノイズも増加し、電子機器における放熱・電磁波吸収をどの様に行うかが重要な課題になっている。特に半導体素子のクロック周波数の上昇により、高周波電磁ノイズの発生と発熱量の増加が同時に起こり、機器内部の放熱対策とノイズ対策の両方が必要となる。そこで一枚のシートで熱伝導とノイズ対策可能なシートが求められている。 In recent years, the performance of electronic devices such as personal computers, mobile phones, and PDAs has been remarkably improved due to significant performance improvements of CPU (MPUU). Along with such improvement in CPU performance, the amount of heat generated by the CPU and noise caused by the CPU increase, and how to dissipate heat and absorb electromagnetic waves in electronic devices is an important issue. In particular, due to an increase in the clock frequency of the semiconductor element, generation of high-frequency electromagnetic noise and an increase in the amount of heat generation occur at the same time, and both measures for heat dissipation inside the device and measures for noise are required. Therefore, there is a demand for a sheet capable of suppressing heat conduction and noise with a single sheet.

熱対策としてCPUの発生する熱を出来るだけ迅速に広い面積に拡散させて放熱する方法は冷却効率を上げることを目的としたもので、携帯電話やパソコンなどの電子機器における冷却方法としては最も現実的なものである。   As a countermeasure against heat, the method of radiating heat by spreading the heat generated by the CPU as quickly as possible is to increase the cooling efficiency, and is the most realistic cooling method for electronic devices such as mobile phones and personal computers. Is something.

この様な目的に使用される熱伝導シートとして、近年シート状のグラファイトが大きな注目をあつめている。その理由は良質のグラファイトシートは100〜1200W/mKの非常に高い熱伝導性を有しており、他のゲル状やシート状の放熱材料の熱伝導度(0.8〜6.5W/mk)の特性に比べて著しく高性能で、熱を拡散させるには最適であるためである。   In recent years, sheet-like graphite has attracted much attention as a heat conductive sheet used for such purposes. The reason is that a high-quality graphite sheet has a very high thermal conductivity of 100 to 1200 W / mK, and the thermal conductivity (0.8 to 6.5 W / mk) of other gel-like or sheet-like heat dissipation materials. This is because it is extremely high performance in comparison with the characteristics of) and is optimal for diffusing heat.

この様な人工的なグラファイトフィルムの製造方法の代表がエキスパンドグラファイト法と呼ばれる方法である。これは天然グラファイトを濃硫酸と濃硝酸の混合液に浸漬し、その後急激に加熱する事により製造される。この様にして製造されたグラファイトは洗浄によって酸を除いた後、高圧プレスする事によってフィルム状に加工される。この様にして製造されたグラファイトフィルムの熱伝導値は100〜400W/mK程度であり、機械的強度が弱く、グラファイト粉末の剥がれ落ち(粉落ちと表現する)の課題を抱えている一方で、安価で厚物の製造が楽であると言う事から熱伝導シートとして使用されている。   A representative method for producing such an artificial graphite film is a method called an expanded graphite method. This is produced by immersing natural graphite in a mixed solution of concentrated sulfuric acid and concentrated nitric acid and then rapidly heating it. The graphite produced in this manner is processed into a film by high pressure pressing after removing the acid by washing. While the thermal conductivity value of the graphite film produced in this manner is about 100 to 400 W / mK, the mechanical strength is weak, and the graphite powder has a problem of flaking off (expressed as powder falling), It is used as a heat conductive sheet because it is inexpensive and easy to manufacture thick materials.

上記のエキスパンドグラファイト法の問題を解決するために、特殊な高分子を直接熱処理によってグラファイト化する方法が開発された。この目的に使用される高分子としては、ポリオキサジアゾール、ポリイミド、ポリフェニレンビニレンなどがある。この方法は、本質的に酸などの不純物を含まない方法であり、さらには非常に優れた面方向の熱伝導性(300〜1200W/mK)が得られる、と言う特徴がある。(例えば、特許文献(1)、(2)、(3)、(4)、(5))
グラファイトシートはそれ自体金属並みの伝導度持ち、熱拡散効果と同時にすぐれた電磁シールド効果を持っている。そのために、電磁波の発生源に近接して設置すると放熱効果と電磁シールド効果を実現できる。しかしながらグラファイトシートは電磁シールド効果はあるものの電波吸収効果は持たないために、本質的に発生する電磁ノイズを無くする事は出来ない。そのためにこのような目的でのグラファイトシートの使用には限界があった。
In order to solve the above-mentioned problem of the expanded graphite method, a method of graphitizing a special polymer by direct heat treatment has been developed. Polymers used for this purpose include polyoxadiazole, polyimide, polyphenylene vinylene and the like. This method is essentially a method that does not contain impurities such as an acid, and further has a feature that a very excellent thermal conductivity in the plane direction (300 to 1200 W / mK) can be obtained. (For example, patent documents (1), (2), (3), (4), (5))
The graphite sheet itself has a conductivity similar to that of a metal, and has an excellent electromagnetic shielding effect as well as a thermal diffusion effect. Therefore, if it is installed close to an electromagnetic wave generation source, a heat dissipation effect and an electromagnetic shielding effect can be realized. However, although the graphite sheet has an electromagnetic shielding effect but does not have a radio wave absorption effect, the electromagnetic noise that is essentially generated cannot be eliminated. Therefore, there is a limit to the use of the graphite sheet for such purposes.

また、放熱グラファイトフィルムは基本的に伸び縮みせず、また接着性がないと言う欠点がある。放熱・熱拡散の用途にはCPUなどの発熱源と熱伝導体であるグラファイトフィルムを十分に接触させる必要があり、さらに冷却フィンや筐体などの冷却・放熱部材との十分な接触を取る必要も生じる。特に発熱源や放熱体が凹凸の在るような表面を有している場合には十分な接触を取れない事が多く、この様な場合にはグラファイトフィルムの高熱伝導特性を生かすことができないと言う問題もあった。   In addition, the heat-dissipating graphite film has the disadvantages that it does not basically expand and contract and has no adhesiveness. For heat dissipation / heat diffusion applications, it is necessary to make sufficient contact between the heat source such as the CPU and the graphite film, which is the heat conductor, and it is also necessary to make sufficient contact with the cooling / heat dissipating member such as cooling fins and housings. Also occurs. Especially when the heat source or radiator has a rough surface, there are many cases where sufficient contact cannot be obtained. In such cases, the high thermal conductivity characteristics of the graphite film cannot be utilized. There was also a problem to say.

放熱グラファイトフィルムのこの様な課題を解決するためにグラファイトフィルムと絶縁性・柔軟性を持つ高分子材料とを複合する事が行われている。熱伝導グラファイトフィルムの粘着層として利用する粘着材としては天然ゴムやアクリルが最も一般的であり、要求に応じて耐熱性・接着性にすぐれたシリコーンゴムやポリイミド系接着剤が用いられる事もある。例えば、黒鉛シートの片面あるいは両面にシリコーンゴムを塗布してなる事を特徴とする電気部品用熱伝導シート(特許文献(6)(7)(8)(9))、グラファイトシート上にポリウレタンまたはポリウレタン誘導体のプライマー層を設け、グラファイトとシリコーン組成物を強固に接着させる技術(特許文献(10))、グラファイトシートとその表面に設けた厚さ100μm以下の粘着層とを備えた放熱部品(特許文献(11))の例などが開示されている。
特公平1−49642 特公平1−57044 特開平4−310569 特開平3−75211 特開2000−247740 特公平3−51302 特開平8−83990 特開平9−17923 特開2001−287298 特開平11−317480 特開2002−160970
In order to solve such problems of the heat-dissipating graphite film, a composite of a graphite film and a polymer material having insulating properties and flexibility has been performed. Natural rubber and acrylic are the most common adhesives used as the adhesive layer for thermally conductive graphite films. Silicone rubber and polyimide adhesives with excellent heat resistance and adhesiveness may be used as required. . For example, a heat conductive sheet for electric parts (Patent Documents (6), (7), (8), (9)) characterized in that silicone rubber is applied to one or both surfaces of a graphite sheet, polyurethane or A heat-dissipating component (Patent Document (10)) that provides a polyurethane derivative primer layer to firmly bond graphite and the silicone composition (Patent Document (10)), and a graphite sheet and an adhesive layer with a thickness of 100 μm or less provided on the surface (Patent) An example of the document (11)) is disclosed.
JP 1-49642 JP 1-57044 JP-A-4-31069 JP-A-3-75211 JP 2000-247740 A Japanese Patent Publication No. 3-51302 JP-A-8-83990 JP-A-9-17923 JP 2001-287298 A JP-A-11-317480 JP 2002-160970

本発明の課題は、グラファイトフィルムの持つ放熱特性を生かしつつ、発熱・ノイズ源との良好な接続を実現し、さらにすぐれた電磁波吸収能力を併せ持つシートを提供する事である。   An object of the present invention is to provide a sheet that realizes a good connection with a heat generation / noise source while taking advantage of the heat dissipation characteristics of a graphite film, and also has an excellent electromagnetic wave absorption capability.

本発明によれば、グラファイトフィルムが本来有している、優れた熱伝導特性を有効に生かしつつ優れた電波吸収能力を持つシートを得る事ができる。さらに電磁波吸収特性の温度依存性を最小限におさえ、安定した電波吸収能力を発揮できる。これにより特に近傍界での電磁波ノイズ吸収に有効なシートを得る事ができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sheet | seat which has the outstanding electromagnetic wave absorption ability can be obtained, utilizing the heat conductivity characteristic which the graphite film originally has effectively. Furthermore, the electromagnetic wave absorption characteristics can be suppressed to a minimum, and a stable radio wave absorption capability can be exhibited. This makes it possible to obtain a sheet that is particularly effective for absorbing electromagnetic noise in the near field.

本発明の第一は、少なくとも2層以上の構成からなる複合フィルムであって、フィルム面方向とフィルムの厚さ方向で熱伝導率の異方性を有するグラファイトフィルムからなる第一の層と、前記グラファイトフィルム上に形成された第二の層からなり、第二層が軟磁性体粒子を含む事を特徴とする放熱電磁シールドフィルムとする事である。   The first of the present invention is a composite film comprising at least two layers, the first layer comprising a graphite film having anisotropy of thermal conductivity in the film surface direction and the film thickness direction, It is a heat radiation electromagnetic shielding film comprising a second layer formed on the graphite film, wherein the second layer contains soft magnetic particles.

本発明の第二は、少なくとも2層以上の構成からなる複合フィルムであって、フィルム面方向とフィルムの厚さ方向で熱伝導率の異方性を有するグラファイトフィルムからなる第一の層と、前記グラファイトフィルム上に形成された第二の層からなり、第二層がフェライト粒子を含む事を特徴とする放熱電磁シールドフィルムとする事である。   The second of the present invention is a composite film composed of at least two layers, the first layer comprising a graphite film having anisotropy of thermal conductivity in the film surface direction and the film thickness direction, It is a heat radiation electromagnetic shielding film comprising a second layer formed on the graphite film, wherein the second layer contains ferrite particles.

本発明の第三は、少なくとも2層以上の構成からなる複合フィルムであって、フィルム面方向とフィルムの厚さ方向で熱伝導率の異方性を有するグラファイトフィルムからなる第一の層と、前記グラファイトフィルム上に形成された第二の層からなり、第二層がカーボン粒子を含む事を特徴とする放熱電磁シールドフィルムとする事である。   The third of the present invention is a composite film comprising at least two layers, the first layer comprising a graphite film having a thermal conductivity anisotropy in the film surface direction and the film thickness direction, The heat radiation electromagnetic shielding film is characterized by comprising a second layer formed on the graphite film, wherein the second layer contains carbon particles.

本発明の第四は、前記グラファイトフィルムの面方向の熱伝導率が100W/mK以上であり、厚さ方向の熱伝導率よりも大きい事を特徴とする(1)、(2)、(3)記載の放熱電磁シールドフィルムとする事である。   A fourth aspect of the present invention is characterized in that the thermal conductivity in the plane direction of the graphite film is 100 W / mK or more and is larger than the thermal conductivity in the thickness direction (1), (2), (3 ) Heat radiation electromagnetic shielding film as described.

本発明の第五は、(1)、(2)、(3)記載の第二層が接着性または粘着性の樹脂を含む事を特徴とする放熱電磁シールドフィルムとする事である。   The fifth aspect of the present invention is to provide a heat radiation electromagnetic shielding film characterized in that the second layer described in (1), (2), (3) contains an adhesive or adhesive resin.

本発明の第六は、(1)、(2)、(3)記載の第二層がゲル状組成物である事を特徴とする放熱電磁シールドフィルムである。   A sixth aspect of the present invention is a heat radiation electromagnetic shielding film characterized in that the second layer described in (1), (2), (3) is a gel composition.

本発明の各構成要素について説明する。 Each component of the present invention will be described.

<グラファイトフィルム>
グラファイトは炭素原子が層状に広がった構造を持ち、その面方向に優れた熱伝導性を有する。理想的なグラファイトでは面方向の熱伝導度は2000W/mKに達し、この値は銅の熱伝導398W/mKの5倍である。さらに、このグラファイトの熱伝導特性は異方性を有し、厚さ方向の熱伝導度は面方向の1/400程度であるという特徴がある。本発明の目的に用いられるグラファイトフィルムは、フィルム面方向の熱伝導度が100W/mK以上であり、フィルム面に垂直方向の熱伝導度との異方性が10倍以上である事が好ましい。本発明の目的の1つは熱の拡散であり、本発明にとっては面方向の熱伝導度が大きい事は極めて重要である。一方、異方的熱伝導層おける面の厚み方向の熱伝導度は小さいので、面方向に十分熱拡散が可能となる範囲で厚さ方向の厚みは小さいほど好ましい。前記グラファイトを用いた場合には、異方的熱伝導層の厚さは1mm以下である事が好ましい。
<Graphite film>
Graphite has a structure in which carbon atoms are spread in layers, and has excellent thermal conductivity in the surface direction. With ideal graphite, the thermal conductivity in the plane direction reaches 2000 W / mK, which is five times that of copper, 398 W / mK. Further, the thermal conductivity of graphite has anisotropy, and the thermal conductivity in the thickness direction is about 1/400 in the plane direction. The graphite film used for the purpose of the present invention preferably has a thermal conductivity in the film surface direction of 100 W / mK or more and anisotropy with the thermal conductivity in the direction perpendicular to the film surface of 10 times or more. One of the objects of the present invention is heat diffusion, and it is extremely important for the present invention that the thermal conductivity in the surface direction is large. On the other hand, since the thermal conductivity in the thickness direction of the surface in the anisotropic heat conductive layer is small, it is preferable that the thickness in the thickness direction is as small as possible in the range in which sufficient heat diffusion is possible in the surface direction. In the case of using the graphite, the thickness of the anisotropic heat conductive layer is preferably 1 mm or less.

この様な目的に用いられる現実的に使用できる様なグラファイトとして、(1)天然黒鉛や人造黒鉛等の黒鉛粉末をシート化して得られるグラファイトフィルム、(2)高分子フィルムを熱処理して得られるグラファイトフィルムを挙げる事が出来る。   As graphite that can be used practically for such purposes, (1) a graphite film obtained by sheeting graphite powder such as natural graphite or artificial graphite, and (2) obtained by heat-treating a polymer film. Name the graphite film.

(1)の製造方法で得られるグラファイトフィルムとしては、フィルム面方向の熱伝導が100〜400W/mK、厚さ方向の熱伝導度が5〜20W/mK、厚さ50〜1000μmのものが得られる。この様なグラファイト粉末の製造のための最も一般的な方法がエキスパンド法と呼ばれる方法である。これはグラファイト硫酸などの酸に浸漬し、グラファイト層間化合物を作製し、その後にこれを熱処理、発泡させてグラファイト層間を剥離するものである。剥離後、グラファイト粉末を洗浄して酸を除去し薄膜のグラファイト粉末を得る。この方法で得られたグラファイト粉末をさらに圧延ロール成型やプレス圧縮してフィルム状のグラファイトを得る。   As the graphite film obtained by the production method (1), a film having a thermal conductivity in the film surface direction of 100 to 400 W / mK, a thermal conductivity in the thickness direction of 5 to 20 W / mK, and a thickness of 50 to 1000 μm is obtained. It is done. The most common method for producing such graphite powder is a method called an expanding method. In this method, a graphite intercalation compound is prepared by dipping in an acid such as graphite sulfuric acid, and thereafter, this is heat-treated and foamed to separate the graphite layers. After peeling, the graphite powder is washed to remove the acid to obtain a thin film graphite powder. The graphite powder obtained by this method is further subjected to rolling roll molding or press compression to obtain film-like graphite.

一方、(2)の方法ではフィルム面方向の熱伝導が400〜1200W/mK、厚さ方向の熱伝導度が5〜20W/mK、厚さ10〜100μmのグラファイトフィルムが得られる。これらのグラファイトフィルムは本発明の目的にとっていずれも好ましく用いられる。 このグラファイトフィルムは、高分子フィルムおよび/または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを2400℃以上の温度で熱処理して得られることを特徴とする。本発明で用いることができる高分子フィルムは、サゾール(PBO)、ポリベンゾビスオキサザール(PBBO)、ポリチアゾール(PTポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリオキサジアゾール(POD)、ポリベンゾオキ)、ポリベンゾチアゾール(PBT)、ポリベンゾビスチアゾール(PBBT)、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリベンゾビスイミダゾール(PBBI)が挙げられる。特に、ポリイミド(PI)、ポリオキサジアゾール(POD)、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)は本目的のグラファイト製造原料として好ましく用いられる。これらのフィルムは公知の製造方法で製造すればよい。中でも以下に述べるポリイミドは、フィルムの黒鉛化が進行しやすく、熱伝導性に優れたグラファイトとなりやすい。さらに、炭素化・グラファイト化のプロセスを制御する事により膨張状態のグラファイトフィルムを得る事が出来るので、特に好ましい原料である。   On the other hand, in the method (2), a graphite film having a thermal conductivity in the film surface direction of 400 to 1200 W / mK, a thermal conductivity in the thickness direction of 5 to 20 W / mK, and a thickness of 10 to 100 μm is obtained. Any of these graphite films is preferably used for the purpose of the present invention. This graphite film is obtained by heat-treating a raw material film made of a polymer film and / or a carbonized polymer film at a temperature of 2400 ° C. or higher. Polymer films that can be used in the present invention include sasol (PBO), polybenzobisoxazal (PBBO), polythiazole (PT polyimide (PI), polyamide (PA), polyoxadiazole (POD), and polybenzox). , Polybenzothiazole (PBT), polybenzobisthiazole (PBBT), polyparaphenylene vinylene (PPV), polybenzimidazole (PBI), and polybenzobisimidazole (PBBI). In particular, polyimide (PI), polyoxadiazole (POD), and polyparaphenylene vinylene (PPV) are preferably used as a raw material for producing graphite for this purpose. What is necessary is just to manufacture these films with a well-known manufacturing method. Among them, the polyimide described below tends to be graphitized easily and becomes graphite having excellent thermal conductivity. Furthermore, since a graphite film in an expanded state can be obtained by controlling the carbonization / graphitization process, it is a particularly preferred raw material.

本発明の目的に用いられるグラファイトとして、100〜200℃の範囲における平均線膨張係数が2.5×10-5cm/cm/℃以下であるポリイミドフィルムを2400℃以上の温度で熱処理して作製されたグラファイトフィルムであることは優れた熱伝導性を実現し、膨張状態のグラファイトフィルムを作成する上で好ましい。 As graphite used for the purpose of the present invention, a polyimide film having an average linear expansion coefficient of 2.5 × 10 −5 cm / cm / ° C. or less in the range of 100 to 200 ° C. is heat-treated at a temperature of 2400 ° C. or more. It is preferable to produce an expanded graphite film by realizing excellent thermal conductivity.

また、複屈折が0.13以上であるポリイミドフィルムを2400℃以上の温度で熱処理してグラファイトフィルムを用いる事は優れた熱伝導性を実現し膨張状態のグラファイトフィルムを作成する上で好ましい。   In addition, it is preferable to use a graphite film by heat-treating a polyimide film having a birefringence of 0.13 or more at a temperature of 2400 ° C. or more in order to realize excellent thermal conductivity and produce an expanded graphite film.

無論、100〜200℃の範囲における平均線膨張係数が2.5×10-5cm/cm/℃以下であり、かつ、複屈折が0.13以上であるポリイミドフィルムを2400℃以上の温度で熱処理しグラファイトフィルムを作製する事は優れた熱伝導性を実現し、膨張状態のグラファイトフィルムを作成する上で好ましい。 Of course, a polyimide film having an average linear expansion coefficient in the range of 100 to 200 ° C. of 2.5 × 10 −5 cm / cm / ° C. or less and a birefringence of 0.13 or more is obtained at a temperature of 2400 ° C. or more. It is preferable to produce a graphite film by heat treatment in order to realize excellent thermal conductivity and to produce an expanded graphite film.

上記グラファイトシートは熱伝導特性のみでなく優れた電磁シールド効果を持つ。その性能は同じ厚さの銅箔と同程度であり、グラファイトフィルムがほぼ完全な電磁波反射体である事を示している。しかしながら、シールド効果は単に電磁波を反射によって遮断する効果であり電波そのものを熱に変え吸収・消滅させる効果ではないため、その使用には限界があった。   The graphite sheet has an excellent electromagnetic shielding effect as well as thermal conductivity. Its performance is comparable to copper foil of the same thickness, indicating that the graphite film is a nearly perfect electromagnetic wave reflector. However, the shield effect is simply an effect of blocking electromagnetic waves by reflection, and is not an effect of absorbing and extinguishing radio waves by converting them into heat.

<電波吸収層>
前記グラファイトフィルム上に形成された第二の層は、軟磁性体、フェライト、カーボン粒子を含み、その結果、電磁波吸収層を形成する。
<Radio wave absorption layer>
The second layer formed on the graphite film includes a soft magnetic material, ferrite, and carbon particles, and as a result, forms an electromagnetic wave absorption layer.

上記グラファイト上に形成される電磁波吸収層はフェライト、カーボン、軟磁性金属から選択される少なくとも一種類を含み特に制限はない。近傍界電磁波吸収目的に使用する場合は吸収したい周波数に応じた電磁波吸収層を形成すればよい。   The electromagnetic wave absorbing layer formed on the graphite includes at least one selected from ferrite, carbon, and soft magnetic metal, and is not particularly limited. When used for the purpose of absorbing near-field electromagnetic waves, an electromagnetic wave absorbing layer corresponding to the frequency to be absorbed may be formed.

フェライト系材料は電磁損失によって電磁吸収作用を発現し、有効波長領域はKHz〜MHz帯である。その性能は透磁率によって表されるが、例えばHigh−μ材料であるMn−Zn系、Ba‐Fe系、Ni−Zn系フェライトなどがその候補である。   Ferrite materials exhibit an electromagnetic absorption action due to electromagnetic loss, and the effective wavelength region is in the KHz to MHz band. The performance is expressed by magnetic permeability. For example, high-μ materials such as Mn—Zn, Ba—Fe, and Ni—Zn ferrite are candidates.

カーボン粉体は誘電損失によって電磁吸収作用を発現するもので、有効波長領域はMHz〜GHz帯である。カーボン粉体を電磁吸収用途に用いる場合はカーボン粉末がマトリックス中で独立して存在し、吸収層自体は絶縁体である必要がある。本発明で用いられるグラファイトシートは無論カーボン材料ではあるが炭素の連続体であり、高い導電性を有しているので電磁シールド効果はあっても電磁吸収効果はない。また、フィラーの特性はその形状によっても影響され、フィラー粉体をリン片状にしたり、場合によっては超微粉末化する事によってしばしば好ましい結果が得られる。   The carbon powder exhibits an electromagnetic absorption action due to dielectric loss, and the effective wavelength region is in the MHz to GHz band. When the carbon powder is used for electromagnetic absorption, the carbon powder exists independently in the matrix, and the absorption layer itself needs to be an insulator. The graphite sheet used in the present invention is, of course, a carbon material, but is a carbon continuum and has high conductivity, so that it has an electromagnetic shielding effect but no electromagnetic absorption effect. The properties of the filler are also affected by the shape of the filler, and favorable results are often obtained by making the filler powder into flakes or, in some cases, ultrafine powder.

軟磁性金属は導電損失によって電磁吸収作用を発現するもので、その有効帯域はGHz帯である。具体的な材料としては、Fe、Co、FeSi、Fe−Ni、FeCo、FeSiAl、FeCrSi、FeBSiCなどがある。   Soft magnetic metal exhibits an electromagnetic absorption effect due to conduction loss, and its effective band is the GHz band. Specific materials include Fe, Co, FeSi, Fe—Ni, FeCo, FeSiAl, FeCrSi, and FeBSiC.

これらの電磁波吸収材は通常粉体としてマトリックス樹脂に分散されて用いられる。マトリックスとしては耐熱性アクリル、クロロプレン、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴムなどのゴム系材料、弾性エポキシ、シリコン樹脂、メラミンフォームなどが用いられる。マトリックス樹脂が接着性、あるいは粘着性を有する事は本発明の目的にとって好ましい。   These electromagnetic wave absorbing materials are usually used as powders dispersed in a matrix resin. As the matrix, heat-resistant acrylic, chloroprene, silicone rubber, butadiene rubber, urethane rubber, acrylic rubber and other rubber materials, elastic epoxy, silicone resin, melamine foam, and the like are used. It is preferable for the purpose of the present invention that the matrix resin has adhesiveness or tackiness.

<複合膜の作製>
本発明では優れた電磁シールド特性と放熱特性を持つグラファイトにさらに上記の電波吸収能力を有する層を設け、電子部品における近傍界電磁ノイズ低減の課題、および熱の課題を解決する。近傍界電磁ノイズはCPUなどの電子部品の発熱が大きくなると増加する事は良く知られており、発熱によってノイズが増加したり、ノイズの性質が変化する事もあるため、ノイズを完全に押さえ込む事は難しかった。
<Production of composite membrane>
In the present invention, a layer having the above-mentioned radio wave absorption capability is further provided on graphite having excellent electromagnetic shielding characteristics and heat dissipation characteristics to solve the problem of reducing near-field electromagnetic noise in electronic parts and the problem of heat. It is well known that near-field electromagnetic noise increases as the heat generated by electronic components such as CPUs increases. Since noise may increase due to heat generation or the nature of the noise may change, noise must be completely suppressed. Was difficult.

しかし、本発明の複合フィルムでは50W/mK〜600W/mKの極めて優れた熱拡散特性がえられ、この特性は電子部品の放熱に極めて有効に働く。すでに熱伝導を考慮した電波吸収・シールドフィルムが開発、上市されているが、これらはフィラー量の増加で放熱特性を向上させているものでその熱拡散特性はせいぜい2W/mK程度であり、特性的には不十分である。本発明の複合フィルムは極めて優れた熱拡散を有するために、その電波吸収特性も安定した物となる。   However, the composite film of the present invention has an extremely excellent thermal diffusion characteristic of 50 W / mK to 600 W / mK, and this characteristic works extremely effectively for heat dissipation of electronic parts. Radio wave absorption / shield films that take heat conduction into account have already been developed and marketed, but these have improved heat dissipation characteristics by increasing the amount of filler, and their thermal diffusion characteristics are at most about 2 W / mK. Is insufficient. Since the composite film of the present invention has extremely excellent thermal diffusion, the radio wave absorption characteristics are stable.

電磁吸収層は放熱・電磁シールド能力を有するグラファイト上に形成されるが、その形成方法は液状の電磁吸収性の塗料を塗布することでも良く、電磁吸収性のシートとの張り合わせであっても良い。電磁吸収能力のあるフィルムやシートを、接着層を介してグラファイトと張り合わせる事によって本発明の放熱・電磁吸収フィルムを作製する事が出来るが、場合によっては接着層を介する事により熱抵抗が増加し放熱特性が損なわれる、と言う問題が起きる事がある。そのためマトリックス樹脂層が粘着性や接着性を有している事やゲル状であり、直接グラファイト層上に電磁吸収層を形成できることは本発明の目的にとってより好ましい。   The electromagnetic absorption layer is formed on graphite having heat dissipation / electromagnetic shielding ability, but the formation method may be to apply a liquid electromagnetic absorbing paint, or may be bonded to an electromagnetic absorbing sheet. . The heat dissipation / electromagnetic absorption film of the present invention can be produced by laminating a film or sheet having an electromagnetic absorption capability with graphite through an adhesive layer, but in some cases, the thermal resistance increases through the adhesive layer. However, there may be a problem that the heat dissipation characteristics are impaired. Therefore, it is more preferable for the purpose of the present invention that the matrix resin layer has tackiness and adhesiveness, is in a gel form, and can form an electromagnetic absorption layer directly on the graphite layer.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。
<グラファイトフィルム>
まず、本発明の実施例として以下の4種類のグラファイトフィルムを用いたが、無論本発明はこの実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
<Graphite film>
First, the following four types of graphite films were used as examples of the present invention, but of course the present invention is not limited to these examples.

(1)グラファイトフィルム−A
ピロメリット酸二無水物、4,4‘-ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミンをモル比で4/3/1の割合で合成したポリアミド酸の18wt%のDMF溶液100gに無水酢酸20gとイソキノリン10gからなる硬化剤を混合、攪拌し、遠心分離による脱泡の後、アルミ箔上に流延塗布した。攪拌から脱泡までは0℃に冷却しながら行った。このアルミ箔とポリアミド酸溶液の積層体を120℃で150秒間加熱し、自己支持性を有するゲルフィルムを得た。このゲルフィルムをアルミ箔から剥がし、フレームに固定した。このゲルフィルムを300℃、400℃、500℃で各30秒間加熱して100〜200℃の平均線膨張係数が1.6×10-5cm/cm/℃のポリイミドフィルムを製造した。フィルム厚さは75μmである。これらの方法で作製したフィルムの複屈折率は0.14であった。
(1) Graphite film-A
Pyromellitic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and p-phenylenediamine were synthesized in a molar ratio of 4/3/1 to 100 g of a 18 wt% polyamic acid DMF solution from 20 g of acetic anhydride and 10 g of isoquinoline. The resulting curing agent was mixed, stirred, defoamed by centrifugation, and cast onto an aluminum foil. The process from stirring to defoaming was performed while cooling to 0 ° C. The laminate of the aluminum foil and the polyamic acid solution was heated at 120 ° C. for 150 seconds to obtain a gel film having self-supporting properties. This gel film was peeled off from the aluminum foil and fixed to the frame. This gel film was heated at 300 ° C., 400 ° C., and 500 ° C. for 30 seconds each to produce a polyimide film having an average linear expansion coefficient of 100 × 200 ° C. to 1.6 × 10 −5 cm / cm / ° C. The film thickness is 75 μm. The birefringence of the film produced by these methods was 0.14.

得られたフィルムを電気炉を用いて窒素ガス中、1200℃まで昇温し、1200℃で1時間保って予備処理した。得られた炭素化フィルムを自由に伸び縮み出来る様に円筒状のグラファイトヒーターの内部にセットし、2800℃で処理した。   The obtained film was pretreated by raising the temperature in a nitrogen gas to 1200 ° C. using an electric furnace and keeping the temperature at 1200 ° C. for 1 hour. The obtained carbonized film was set inside a cylindrical graphite heater so that it could freely expand and contract, and treated at 2800 ° C.

このポリイミドフィルムは2800℃で良質グラファイトへの転化が可能である事が分った。得られたグラファイトフィルム−Aは発泡状態にあり、発泡状態での厚さは80μm、17MPaで圧縮し圧力を開放した時の厚さは40μm、圧縮後のフィルムの面方向の熱伝導率は1200W/mK、厚さ方向の熱伝導率は6W/mKであった。   It was found that this polyimide film can be converted to high-quality graphite at 2800 ° C. The obtained graphite film-A is in a foamed state, the thickness in the foamed state is 80 μm, the thickness when compressed at 17 MPa and the pressure is released is 40 μm, and the thermal conductivity in the surface direction of the compressed film is 1200 W. The thermal conductivity in the thickness direction was 6 W / mK.

(2)グラファイトフィルム−B
ピロメリット酸二無水物、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミンをモル比で3/2/1の割合で合成したポリアミド酸の18wt%のDMF溶液100gに無水酢酸20gとイソキノリン10gからなる硬化剤を混合、攪拌し、遠心分離による脱泡の後、アルミ箔上に流延塗布した。攪拌から脱泡までは0℃に冷却しながら行った。このアルミ箔とポリアミド酸溶液の積層体を120℃で150秒間加熱し、自己支持性を有するゲルフィルムを得た。このゲルフィルムをアルミ箔から剥がし、フレームに固定した。このゲルフィルムを300℃、400℃、500℃で各30秒間加熱して100〜200℃の平均線膨張係数が1.0×10-5cm/cm/℃のポリイミドフィルム(厚さ75μm)を製造した。このフィルムの複屈折は、0.15〜0.16の範囲であった。このフィルムを用いて前記(1)のケースと同様に2800℃でグラファイト化を行った。得られたグラファイトフィルム−Bは発泡状態にあり、発泡状態での膜厚は75μm、加圧圧縮後の膜厚は45μm、圧縮したフィルムの面方向の熱伝導率は1400W/mK、厚さ方向の熱伝導率は5W/mKであった。
(2) Graphite film-B
Pyromellitic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and p-phenylenediamine were synthesized at a molar ratio of 3/2/1 to 100 g of a 18 wt% polyamic acid DMF solution from 20 g of acetic anhydride and 10 g of isoquinoline. The resulting curing agent was mixed, stirred, defoamed by centrifugation, and cast onto an aluminum foil. The process from stirring to defoaming was performed while cooling to 0 ° C. The laminate of the aluminum foil and the polyamic acid solution was heated at 120 ° C. for 150 seconds to obtain a gel film having self-supporting properties. This gel film was peeled off from the aluminum foil and fixed to the frame. This gel film was heated at 300 ° C., 400 ° C., and 500 ° C. for 30 seconds each to obtain a polyimide film (thickness 75 μm) having an average linear expansion coefficient of 100 × 200 ° C. to 1.0 × 10 −5 cm / cm / ° C. Manufactured. The birefringence of this film was in the range of 0.15 to 0.16. Using this film, graphitization was performed at 2800 ° C. as in the case of (1). The obtained graphite film-B is in a foamed state, the film thickness in the foamed state is 75 μm, the film thickness after pressure compression is 45 μm, the thermal conductivity in the surface direction of the compressed film is 1400 W / mK, the thickness direction The thermal conductivity of was 5 W / mK.

(3)グラファイトフィルム−C
パナソニック製(PGSグラファイトシート、商品番号:EYGS182310)厚み70μm、面方向熱伝導率700W/mK、厚さ方向5W/mK。
(3) Graphite film-C
Panasonic (PGS graphite sheet, product number: EYGS182310) thickness 70 μm, surface direction thermal conductivity 700 W / mK, thickness direction 5 W / mK.

(4)グラファイトフィルム−D
グラフテック社製(eGRAF−HiTherm,商品番号1205AP)厚み130μm、面方向熱伝導率200W/mK、厚さ方向7W/mK。
(4) Graphite film-D
Graphtec Corp. (eGRAF-HiTherm, product number 1205AP) thickness 130 μm, surface direction thermal conductivity 200 W / mK, thickness direction 7 W / mK.

<電磁波吸収層>
すでに記載したように電磁波吸収層は吸収したい電磁波の種類により選択すればよく、特に制限される物ではないが、本発明では、以下の4種類((α)(β)(γ)(δ))の電磁波吸収層形成材を用い本発明の有用性を実証した。無論、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
<Electromagnetic wave absorbing layer>
As described above, the electromagnetic wave absorbing layer may be selected depending on the type of electromagnetic wave to be absorbed, and is not particularly limited. In the present invention, the following four types ((α) (β) (γ) (δ) The usefulness of the present invention was demonstrated using the electromagnetic wave absorbing layer forming material. Of course, the present invention is not limited to this embodiment.

(1)電磁波吸収材(α)
アイカ工業(株)製、塗布型電磁波吸収材(エミシールEM−330)。フィラーは特殊複合難磁性微粒子でバインダー樹脂は変性ポリイミド。対応周波数は数10MHz〜数GHz。
(1) Electromagnetic wave absorber (α)
Application type electromagnetic wave absorbing material (EMISeal EM-330) manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd. The filler is special composite hard magnetic particles and the binder resin is modified polyimide. Corresponding frequency is several tens of MHz to several GHz.

(2)電磁波吸収材(β)
(株)日本電波吸収体社製電磁吸収材(オルタスドータイトOLS−9014)。黒色液状塗料で、フィラーとして軟磁性金属とカーボンが用いられ、バインダーはウレタン系樹脂である。対応周波数は1GHz〜3GHz。
(2) Electromagnetic wave absorber (β)
An electromagnetic absorber (Ortas Doutite OLS-9014) manufactured by Nippon Radio Wave Absorber Co., Ltd. In the black liquid paint, soft magnetic metal and carbon are used as fillers, and the binder is urethane resin. Corresponding frequency is 1GHz ~ 3GHz.

(3)電磁波吸収材(γ)
日本電波吸収帯(株)社製シーアイソープAEM2.5G。厚さ1mm。カーボニル鉄、フェライト・ゴム系で2.5GHzの周波数吸収が目的。
(3) Electromagnetic wave absorber (γ)
Sea Isope AEM2.5G manufactured by Japan Radio Absorption Band Co., Ltd. Thickness 1mm. The purpose is to absorb frequencies of 2.5 GHz for carbonyl iron, ferrite and rubber.

(4)電磁波吸収材(δ)
FDK社製ゲル状フェライトシート(GE45B)。初透磁率6μiac,厚み0.5mm。ゴム強度28
<グラファイトフィルムの電磁シールド特性測定>
上記グラファイトシートの電磁シールド特性を測定した。その結果、シールド性能は同じ厚さの銅箔と同程度であり、10MHz〜50GHzの広範囲な周波数領域ですぐれた性能をしめす事が分かった。測定は10MHzから1GHzの間はスペクトルアナライザーを用いて電磁波の発信および受信を行い(アドバンテスト社製、Spectrum Analyzer R3361C)、アンプとしてアンリツ製、Pre Amplifier MH648Aを用いてS21(透過係数に相当)を測定した。また、1GHz以上の領域はレンズ法によって行い、S21とS11(反射係数に相当)を測定した。
(4) Electromagnetic wave absorber (δ)
FDK gel ferrite sheet (GE45B). Initial permeability 6μiac, thickness 0.5mm. Rubber strength 28
<Measurement of electromagnetic shielding characteristics of graphite film>
The electromagnetic shielding characteristics of the graphite sheet were measured. As a result, it was found that the shield performance was comparable to that of the copper foil having the same thickness, and showed excellent performance in a wide frequency range of 10 MHz to 50 GHz. Measurement is performed by transmitting and receiving electromagnetic waves between 10 MHz and 1 GHz using a spectrum analyzer (Advantest, Spectrum Analyzer R3361C), and measuring S21 (corresponding to the transmission coefficient) using Anritsu as an amplifier and Pre Amplifier MH648A. did. A region of 1 GHz or higher was measured by the lens method, and S21 and S11 (corresponding to the reflection coefficient) were measured.

75μmの厚さのグラファイトフィルム(A)では、1MHzにおけるシールド効果S21は−45MHz、10MHzにおけるS21は−65dBであり、100MHzでのS21は−80dB、1GHzでのS21は−80dB、30GHzでのS21は−80dBで、S11はほぼ零、である。このことは上記の周波数領域でグラファイトフィルムがほぼ完全な電磁波反射体である事を示している。   In a 75 μm thick graphite film (A), the shield effect S21 at 1 MHz is −45 MHz, S21 at 10 MHz is −65 dB, S21 at 100 MHz is −80 dB, S21 at 1 GHz is −80 dB, and S21 at 30 GHz. Is −80 dB, and S11 is almost zero. This indicates that the graphite film is an almost perfect electromagnetic wave reflector in the above frequency range.

<複合フィルムの熱物性測定法>
熱拡散率は、光交流法による熱拡散率測定装置を用いて、20℃の雰囲気下、10Hzにおいて測定した。測定された熱拡散率から密度および比熱の値をもちいて熱伝導率を算出した。グラファイトフィルムの密度は、グラファイトフィルムの重量(g)をグラファイトフィルムの縦、横、厚みの積で算出した体積(cm3)の割り算により算出した。前記4種類のグラファイトフィルムの熱伝導値はこの方法で得た物である。
<Method for measuring thermophysical properties of composite film>
The thermal diffusivity was measured at 10 Hz in an atmosphere of 20 ° C. using a thermal diffusivity measuring device by an optical alternating current method. The thermal conductivity was calculated from the measured thermal diffusivity using values of density and specific heat. The density of the graphite film was calculated by dividing the weight (g) of the graphite film by the volume (cm 3 ) calculated by the product of the vertical, horizontal and thickness of the graphite film. The thermal conductivity values of the four types of graphite films are those obtained by this method.

<複合フィルムの電磁吸収特性の測定>
複合フィルムの材料の電波吸収特性はマイクロストリップライン法を用いて行った。特性評価のための評価サンプルを図1に示す。試料は100×20mmのサイズで、SMAコネクタとサンプル間の距離はそれぞれ50mm、マイクロストリップラインのインピーダンスは50Ωである。このような試料についてSパラメーター(透過減衰(S21)と反射減衰(S11))、および特性インピーダンス測定を行った。
<Measurement of electromagnetic absorption characteristics of composite film>
The radio wave absorption characteristics of the composite film material were measured using the microstrip line method. An evaluation sample for characteristic evaluation is shown in FIG. The sample has a size of 100 × 20 mm, the distance between the SMA connector and the sample is 50 mm, and the impedance of the microstrip line is 50Ω. The S parameter (transmission attenuation (S21) and reflection attenuation (S11)) and characteristic impedance were measured for such a sample.

また、近傍界での統合抑制レベルの測定は、ループアンテナを用い図2に概略を示すような測定方法で行った。すなわちネットワークアナライザーから同軸ケーブルを介して引き出した二本のマイクロループアンテナを一定距離離してセットし、一方のアンテナから放射された電磁波を片方のアンテナによって受信する事により行った。測定装置はKEYCOM社製近傍界用ノイズ抑制シート測定装置(固定具FS−21,ループアンテナIT−IB−6B)に準拠した装置である。   Further, the measurement of the integrated suppression level in the near field was performed by a measurement method as schematically shown in FIG. 2 using a loop antenna. That is, two micro-loop antennas pulled out from a network analyzer via a coaxial cable were set apart from each other by a predetermined distance, and electromagnetic waves radiated from one antenna were received by one antenna. The measuring device is a device based on a near-field noise suppression sheet measuring device (fixture FS-21, loop antenna IT-IB-6B) manufactured by KEYCOM.

100×20mm2の大きさにカットしたグラファイトフィルム−Aを準備した。このグラファイトフィルムの片面に、電磁ノイズ吸収塗料(α)を乾燥後の厚さがおよそ100μmになるように塗布し、複合膜を作製した。硬化条件は80℃、30分加熱後さらに150℃で30分加熱処理して行った。 A graphite film-A cut to a size of 100 × 20 mm 2 was prepared. An electromagnetic noise absorbing paint (α) was applied to one side of this graphite film so that the thickness after drying was about 100 μm, and a composite film was produced. Curing conditions were 80 ° C. for 30 minutes and then heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes.

得られた複合フィルムの電波吸収特性を、マイクロストリップライン法を用いて測定し、Sパラメーターと特性インピーダンス特性の測定を行った。その結果、S21は2GHzでも3GHzでも−6dB以下に減少した。グラファイトフィルムが無い場合の2GHzで−3dB、3GHzで−5GHzであるのに比べると優れた透過減衰特性を示し、すぐれたシールド特性を有する事が分かった。また、S11はグラファイトフィルムがある場合でもない場合でも変化はなかった。さらに特性インピーダンスは48Ωであり、ブランクの場合の50Ωに比べてほとんど影響を受けない事が分かった。   The radio wave absorption characteristics of the obtained composite film were measured using a microstrip line method, and S parameters and characteristic impedance characteristics were measured. As a result, S21 decreased to -6 dB or less at both 2 GHz and 3 GHz. Compared to 2 GHz at -3 dB and 3 GHz at -5 GHz without a graphite film, it was found that the transmission attenuation characteristics were excellent, and the shield characteristics were excellent. Moreover, S11 did not change with and without the graphite film. Furthermore, the characteristic impedance was 48Ω, which was found to be hardly affected as compared with 50Ω in the case of the blank.

複合フィルムの熱拡散率を光交流法をもちいて測定した。その結果実施例1の複合フィルムの熱拡散率は330W/mKであり、すぐれた放熱特性を有する事が分かった。   The thermal diffusivity of the composite film was measured using the optical alternating current method. As a result, the thermal diffusivity of the composite film of Example 1 was 330 W / mK, and it was found that the composite film had excellent heat dissipation characteristics.

さらに、得られた複合フィルム(面積100×20mm2)の放熱特性を見積もる目的で、基板中央にセラミックヒーター(坂口電熱株式会社製マイクロセラミックヒーター、MS−3(サイズ10×10mm2)を置き、一定の電力(16W)を印加し、ヒーターの温度上昇を熱電対で測定した(なお測定値は±2〜3℃程度の誤差を含んでいる)基板の熱伝導が良好で、放熱特性に優れるほどセラミックヒーターの温度は上昇しない事になる。得られた結果は87℃であり、グラファイトフィルムと同じ厚さのポリイミドフィルム同じ厚さの電磁吸収層(A)を設けた場合の150℃に比較して非常に優れた放熱効果を持つことが分かった。 Furthermore, in order to estimate the heat dissipation characteristics of the obtained composite film (area 100 × 20 mm 2 ), a ceramic heater (Sakaguchi Electric Heat Co., Ltd. micro ceramic heater, MS-3 (size 10 × 10 mm 2 ) is placed in the center of the substrate. A constant electric power (16W) was applied, and the temperature rise of the heater was measured with a thermocouple (the measured value includes an error of about ± 2 to 3 ° C). The substrate has good heat conduction and excellent heat dissipation characteristics. The temperature of the ceramic heater does not rise as much, and the obtained result is 87 ° C., compared with 150 ° C. when the electromagnetic absorption layer (A) having the same thickness as the polyimide film and the graphite film is provided. And found that it has a very good heat dissipation effect.

グラファイトフィルム(A)の代りにグラファイトフィルム(B)、(C)、(D)をもちいて同様の実験を行った。電磁吸収・シールド特性に差はなかったが、熱伝導特性には差が見られた。   A similar experiment was performed using graphite films (B), (C), and (D) instead of graphite film (A). There was no difference in electromagnetic absorption and shielding characteristics, but there was a difference in heat conduction characteristics.

各複合フィルムの熱拡散率を同様に光交流法をもちいて測定した。その結果、グラファイトフィルム(B)の熱拡散率は430W/mK、グラファイトフィルム(C)の熱拡散率は280W/mK、グラファイトフィルム(D)の熱拡散率は100W/mKであり、いずれもすぐれた放熱特性を有する事が分かった。   Similarly, the thermal diffusivity of each composite film was measured using the optical alternating current method. As a result, the thermal diffusivity of graphite film (B) is 430 W / mK, the thermal diffusivity of graphite film (C) is 280 W / mK, and the thermal diffusivity of graphite film (D) is 100 W / mK. It has been found that it has heat dissipation characteristics.

さらに、実施例1と同様の方法で放熱特性を測定した。それぞれの複合フィルムを貼り付けた状態でのヒーター温度は、(B)で80℃、(C)で87℃、(D)で98℃であった。この事からいずれのグラファイトフィルムでも優れた放熱・シールド特性を有することが分かった。   Further, the heat dissipation characteristics were measured in the same manner as in Example 1. The heater temperature in the state where each composite film was adhered was 80 ° C. in (B), 87 ° C. in (C), and 98 ° C. in (D). This indicates that any graphite film has excellent heat dissipation and shielding properties.

100×20mm2の大きさにカットしたグラファイトフィルム−Aを準備した。このグラファイトフィルムの片面に、電磁ノイズ吸収塗料(β)を乾燥後の厚さがおよそ100μmになるように塗布し、複合膜を作製した。 A graphite film-A cut to a size of 100 × 20 mm 2 was prepared. An electromagnetic noise absorbing paint (β) was applied to one side of this graphite film so that the thickness after drying was about 100 μm, and a composite film was produced.

得られた複合フィルムの電磁吸収特性を実施例1と同様の方法で評価した。S21はGHzで−6dB以下、3GHzでも−6dB以下であった。グラファイトフィルムが無い場合の2GHzで−3dB、3GHzで−4GHzであるのに比べると優れた透過減衰特性を示し、すぐれたシールド特性を有する事が分かった。また、S11はグラファイトフィルムがある場合でもない場合でもほとんど変化はなかった。さらに特性インピーダンスは48Ωであり、ブランクの場合の50Ωに比べて影響を受けない事が分かった。   The electromagnetic absorption characteristics of the obtained composite film were evaluated in the same manner as in Example 1. S21 was −6 dB or less at GHz and −6 dB or less even at 3 GHz. Compared with 2 GHz at −3 dB and 3 GHz at −4 GHz without a graphite film, it showed excellent transmission attenuation characteristics and was found to have excellent shielding characteristics. Moreover, S11 hardly changed with or without the graphite film. Furthermore, the characteristic impedance was 48Ω, which was found to be unaffected compared to 50Ω in the case of the blank.

さらに、得られた複合フィルムの放熱特性を見積もる目的で、実施例1とおなじ方法で放熱特性を測定した、放熱特性に優れるほどセラミックヒーターの温度は上昇しない事になる。得られた結果は93℃であり、グラファイトフィルムと同じ厚さのポリイミドフィルム同じ厚さの電磁吸収層(β)を設けた場合の150℃に比較して非常に優れた放熱効果を持つことが分かった。   Furthermore, for the purpose of estimating the heat dissipation characteristics of the obtained composite film, the heat dissipation characteristics were measured by the same method as in Example 1. The better the heat dissipation characteristics, the more the temperature of the ceramic heater does not rise. The obtained result is 93 ° C., and the polyimide film having the same thickness as the graphite film has a very excellent heat dissipation effect compared to 150 ° C. when the electromagnetic absorption layer (β) having the same thickness is provided. I understood.

グラファイトフィルム(A)と電磁波吸収材(γ)をアクリル接着剤10μmを介して張り合わせその電磁波吸収特性を測定した。測定方法は図2に記載したループアンテナ法である。2,5GHzの吸収特性を測定したところ、2.5GHzの電波吸収中心での最大減衰率は−40dBであった。これは電磁波吸収シートを単独で用いた場合の−35dBの値と同等以上の特性である。   The graphite film (A) and the electromagnetic wave absorbing material (γ) were bonded together with an acrylic adhesive of 10 μm, and the electromagnetic wave absorption characteristics were measured. The measurement method is the loop antenna method described in FIG. When the absorption characteristic at 2.5 GHz was measured, the maximum attenuation rate at the radio wave absorption center at 2.5 GHz was -40 dB. This is a characteristic equal to or greater than the value of -35 dB when the electromagnetic wave absorbing sheet is used alone.

さらに、得られた複合フィルムの放熱特性を見積もる目的で、実施例1とおなじ方法で放熱特性を測定した、放熱特性に優れるほどセラミックヒーターの温度は上昇しない事になる。得られた結果は115℃であり、グラファイトフィルムと同じ厚さのポリイミドフィルムと同じ厚さの電磁吸収層(β)を張り合わせたサンプルの148℃に比較して非常に優れた放熱効果を持つことが分かった。   Furthermore, for the purpose of estimating the heat dissipation characteristics of the obtained composite film, the heat dissipation characteristics were measured by the same method as in Example 1. The better the heat dissipation characteristics, the more the temperature of the ceramic heater does not rise. The obtained result is 115 ° C., and it has a very good heat dissipation effect compared to 148 ° C. of the sample laminated with the same thickness of polyimide film as the graphite film and the electromagnetic absorption layer (β) of the same thickness. I understood.

グラファイトフィルム(A)にゲル状電磁波吸収材(δ)を貼り付け、2層からなる複合フィルムを作製した。ゲル状電磁波吸収材(δ)の厚さは1mmである。図2に示す様なループアンテナを用いて近傍界での統合抑制レベルを測定した。その結果を図3に示す。その結果、100MHzから1GHzの範囲で−2dB以上の優れた減衰特性が得られた。   A gel-like electromagnetic wave absorbing material (δ) was attached to the graphite film (A) to prepare a composite film consisting of two layers. The thickness of the gel-like electromagnetic wave absorbing material (δ) is 1 mm. The integrated suppression level in the near field was measured using a loop antenna as shown in FIG. The result is shown in FIG. As a result, excellent attenuation characteristics of −2 dB or more were obtained in the range of 100 MHz to 1 GHz.

また、ゲル状電解質単独での熱伝導率は1.0W/mKであったが、グラファイトとの複合フィルムの熱伝導率は約50W/mKであり、優れた放熱、電磁吸収特性が実現できる事が分かった。   The thermal conductivity of the gel electrolyte alone was 1.0 W / mK, but the thermal conductivity of the composite film with graphite is about 50 W / mK, and excellent heat dissipation and electromagnetic absorption characteristics can be realized. I understood.

以上の実施例により本発明の有用性が証明された。   The usefulness of the present invention was proved by the above examples.

マイクロストリップラインを用いた電波吸収特性測定の概念図。The conceptual diagram of the electromagnetic wave absorption characteristic measurement using a microstrip line. ループアンテナを用いた電波吸収特性測定の概念図。The conceptual diagram of the electromagnetic wave absorption characteristic measurement using a loop antenna. 近傍界での統合抑制レベルの測定結果Measurement result of integrated suppression level in the near field

符号の説明Explanation of symbols

11 放熱・電磁波吸収複合フィルム
12 マイクロストリップライン
13 SMAコネクタ
21 ネットワークアナライザー
22 ループアンテナ
23 放熱・電磁波吸収複合フィルム
11 Heat Dissipation / Electromagnetic Wave Absorption Composite Film 12 Microstrip Line 13 SMA Connector 21 Network Analyzer 22 Loop Antenna 23 Heat Dissipation / Electromagnetic Wave Absorption Composite Film

Claims (6)

少なくとも2層以上の構成からなる複合フィルムであって、フィルム面方向とフィルムの厚さ方向で熱伝導率の異方性を有するグラファイトフィルムからなる第一の層と、前記グラファイトフィルム上に形成された第二の層からなり、第二層が軟磁性体を含む事を特徴とする放熱特性に優れた電波吸収・シールドフィルム。 A composite film composed of at least two layers, formed on the graphite film, a first layer comprising a graphite film having anisotropy of thermal conductivity in the film surface direction and the film thickness direction. An electromagnetic wave absorbing / shielding film excellent in heat dissipation characteristics, characterized in that it comprises a second layer and the second layer contains a soft magnetic material. 少なくとも2層以上の構成からなる複合フィルムであって、フィルム面方向とフィルムの厚さ方向で熱伝導率の異方性を有するグラファイトフィルムからなる第一の層と、前記グラファイトフィルム上に形成された第二の層からなり、第二層がフェライトを含む事を特徴とする放熱特性に優れた電波吸収・シールドフィルム。 A composite film composed of at least two layers, formed on the graphite film, a first layer comprising a graphite film having anisotropy of thermal conductivity in the film surface direction and the film thickness direction. An electromagnetic wave absorbing / shielding film with excellent heat dissipation characteristics, characterized by comprising a second layer and the second layer containing ferrite. 少なくとも2層以上の構成からなる複合フィルムであって、フィルム面方向とフィルムの厚さ方向で熱伝導率の異方性を有するグラファイトフィルムからなる第一の層と、前記グラファイトフィルム上に形成された第二の層からなり、第二層がカーボン粒子を含む事を特徴とする放熱特性に優れた電波吸収・シールドフィルム。 A composite film composed of at least two layers, formed on the graphite film, a first layer comprising a graphite film having anisotropy of thermal conductivity in the film surface direction and the film thickness direction. An electromagnetic wave absorbing / shielding film excellent in heat dissipation characteristics, characterized in that it comprises a second layer and the second layer contains carbon particles. 前記グラファイトフィルムの面方向の熱伝導率が100W/mK以上であり、厚さ方向の熱伝導率よりも大きい事を特徴とする請求項1、2、3記載の放熱特性に優れた電波吸収・シールドフィルム。 The radio wave absorption / excellence in heat dissipation characteristics according to claim 1, 2, or 3, wherein the thermal conductivity in the surface direction of the graphite film is 100 W / mK or more and is larger than the thermal conductivity in the thickness direction. Shield film. 請求項1、2、3記載の第二層が接着性または粘着性の樹脂を含む事を特徴とする放熱特性に優れた電波吸収・シールドフィルム。 An electromagnetic wave absorbing / shielding film excellent in heat dissipation characteristics, wherein the second layer according to claim 1, 2 or 3 contains an adhesive or tacky resin. 請求項1、2、3記載の第二層がゲル状組成物である事を特徴とする放熱特性に優れた電波吸収・シールドフィルム。 A radio wave absorption / shield film excellent in heat radiation characteristics, wherein the second layer according to claim 1, 2 or 3 is a gel composition.
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