TWI330400B - - Google Patents

Description

1330400 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲關於對電磁波吸收性導熱層之至少一面，疊 層電絕緣性之高分子薄膜之兼具柔軟性和強度之電絕緣性 的電磁波吸收性導熱薄片。 【先前技術】 近年，隨著發展移動體通訊、雷達、行動電話、無線 LAN等之電磁波利用，於生活空間中頻頻發生電磁波散 亂，且阻礙電磁波、電子機器的錯誤動作等之問題。 又，發展個人電腦、行動電話等內部所配置的CPU、 MPU、LSI等之電子機器要素的高密度化、高集成化 '及 電子機器要素對於印刷電路基板的高密度裝配化，且隨著 電磁波於機器內部放射，使得此電磁波於機器內部反射、 充滿，並且經由機器本身所發生的電磁波而亦引起內部電 磁干涉的問題。 以往，於進行阻礙電磁干涉對策之情形中，必須具有 雜訊對策的專門知識和經驗，其對策必須以許多時間，加 上於事前確保對策構件之實際裝配空間上具有難點。爲了 解決此類問題點，乃開始使用藉由吸收電磁波而減低反射 波及穿透波的電磁波吸收體。 更且，隨著CPU、MPU、LSI等之電子機器要素的高 密度化、高集成化，使得發熱量變大，若未有效進行冷卻 ’則亦同時具有因熱暴走而錯誤動作的問題。以往，將發 -4 - (2) (2)1330400 熱有效率釋出至外部的手段爲將充塡導熱性粉末的矽油潤 滑脂和矽橡膠，設置於CPU、MPU、LSI等與熱槽之間， 減少接觸熱阻力的方法。但是，此方法並不可能迴避前述 機器內部之電磁干涉的問題。 因此，對於電子機器內部之特別爲CPU、MPU、LSI 等之電子機器要素的高密度化、高集成化的部位，必須具 有電磁波吸收性能 '導熱性能的構材。薄片構材視需要， 可分成（1)磁性粉末於基質聚合物中分散的電磁波吸收 性薄片、（2)以氧化鋁爲首之導熱性粉末爲於基質聚合 物中分散的導熱性薄片' (3)將兩粉末共同充塡成爲兼 具電磁波吸收性能和導熱性能的薄片等三種薄片。 近年’以個人電腦爲首的電子機器的信號處理速度爲 非常高速化 '各元件的動作周波數亦多爲數百MHz〜數 GHz。因此’於電子機器內部所發生之電磁波雜訊的周波 數亦多爲GHz帶域。爲了抑制此些電磁波雜訊，雖亦考 慮應用將錳鋅系鐵素體、鎳鋅系鐵素體爲代表的尖晶石型 立方晶鐵素體粉末於基質聚合物中均勻分散的薄片，但此 鐵素體薄片所察見之效果主要在MHz帶，對於GHz帶的 效果薄弱。因此，現在令MHz帶至GHz帶爲止效果大的 金屬系軟磁性粉於基質聚合物中均勻分散的薄片乃成爲主 流。 一般，軟磁性金屬爲導電性，故此粉末於基質聚合物 中均勻分散的薄片的絕緣破壞電壓小。因此，於電子機器 內，裝配此薄片時，必須注意不會令電子機器內部的各部 -5- (3) (3)1330400 分電性短路。特別，兼具電磁波吸收性能和導熱性能的薄 片，多被使用於夾在元件和放熱構材間，但於元件與放熱 構材之間的電性連接成爲問題的情況中，則無法使用此薄 片。於此類情況中，採用將僅具有電性絕緣導熱性能的薄 片使用夾於元件與放熱構材間並且令熱由元件中散放，並 且於其周圍無電性問題的處所，配置僅具有電磁波吸收性 的薄片，進行抑制電磁波雜訊的煩雜方法。 電子機器內部發生電磁波雜訊之處所多爲高速驅動的 CPU、MPU、LSI等元件，但有時以元件與印刷電路基板 圖案接連之所謂的元件腳部、和印刷電路圖案成爲天線並 且發生電磁波雜訊。於此類情形中，直接以電磁波吸收性 薄片覆蓋此處爲佳，但軟磁性金屬粉於基質聚合物中均勻 分散的薄片則因薄片無絕緣性，故因爲電路短路的問題而 無法使用。 基本上，令軟磁性金屬粉於絕緣性之基質聚合物中均 勻分散的薄片中，導電性之軟磁性金屬粉彼此間經由基質 聚合物而被彼此絕緣，於提高電磁波吸收性能上，必須將 軟磁性金屬粉予以高充塡，使得金屬粉彼此間的距離變近 、接觸，故此薄片的絕緣破壞電壓變小。 於特開平1 1 — 45 804號公報（專利文獻1 )中，揭示 以矽烷系偶合劑於金屬軟磁性粉表面設置絕絕性被膜的電 磁波吸收體，於特開平2001- 308584號公報（專利文獻 2)中，揭示以長鏈烷基矽烷於金屬軟磁性粉表面設置絕 緣性被膜的電波吸收體，但此些具有有機基分子的被膜， -6- (4) (4)1330400 難以取得具有充分絕緣破壞電壓的電磁波吸收性薄片。 於特開平9 — 1 1 53 3 2號公報（專利文獻3 )中，揭示 將磁性粉末與高分子樹脂混合成形之電磁波吸收體的電波 入射面’與1〜5 GHz之周波數區域中之複介電率實數部 爲8以下的著色樹脂薄膜予以疊層的內裝用電波吸收體， 於特開平1 1 — 1 95893號公報（專利文獻4 )中，揭示於 軟磁性粉末與有機黏合劑所構成之複合磁性體層的至少一 面設置絕緣層的電磁波干涉抑制體，於特開 2000 -2 322 97號公報（專利文獻5)中，揭示將可撓性高分子材 料中分散金屬磁性粉末之電磁波吸收層的外表面，以介電 率爲10以下的可撓性高分子材料所覆蓋的電磁波吸收體 ，此些構成雖可製作電絕緣性的薄片，但關於導電性能則 不夠充分。 於特開2001— 168246號公報（專利文獻6)中，揭 示包含於基材及該基材之至少單面施以導熱性樹脂層的導 熱性薄片，且再提案該基材爲由塑膠薄膜、金屬箔或單面 黏合薄膜所構成，但此構成缺乏電磁波吸收性能。 〔專利文獻1〕 特開平1 1 - 4 5 8 04號公報 〔專利文獻2〕 特開200 1 — 3 08 5 84號公報 〔專利文獻3〕 特開平9—115332號公報 〔專利文獻4〕 -7- (5) (5)1330400 特開平1 1 — 1 95 893號公報 〔專利文獻5〕 特開2000 - 232297號公報 〔專利文獻6〕 特開2001- 168246號公報 〔發明所欲解決之課題〕 本發明爲鑑於此類先前之問題，以提供兼具高電磁波 吸收性能和高導熱性能、柔軟且具有強度，操作容易且具 有電絕緣性的電磁波吸收性導熱性薄片爲其目的。 【發明內容】 〔用以解決課題的手段及發明的實施形態〕 本發明者等人爲了達成上述目的而重覆致力檢討，結 果發現對軟磁性金屬粉及電絕緣性之導熱性充塡劑於基質 聚合物中分散之電磁波吸收性導熱層的至少一面，疊層電 絕緣性高分子薄膜，且令薄片厚度方向的絕緣破壞電壓爲 1 kV以上，則可取得兼具高電磁波吸收性能和高導熱性 能、柔軟且具有強度並且操作容易，可適用於各種電子機 器之電絕緣性的電磁波吸收性導熱性薄片，並且完成本發 明。 因此，本發明爲提供對軟磁性金屬粉及電絕緣性之導 熱性充塡劑於基質聚合物中分散之電磁波吸收性導熱層的 至少一面，疊層電絕緣性高分子薄膜的電磁波吸收性導熱 -8- (6) (6)1330400 性薄片’於薄片厚度方向之絕緣破壞電壓爲1 kV以上之 電絕緣性的電磁波吸收性導熱性薄片。 以下，更詳細說明本發明。 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片爲對軟磁 性金屬粉及電絕緣性之導熱性充塡劑於基質聚合物中分散 之電磁波吸收性導熱層的至少一面，疊層電絕緣性之高分 子薄膜則可取得。 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片於薄片厚 度方向的絕緣破壞電壓爲1 kV以上，較佳爲1.5 kV以上 ’更佳爲2 kV以上。本發明之薄片中的電磁波吸收性導 熱層爲令軟磁性金屬粉於基質聚合物中分散的構造，故其 絕緣破壞電壓小。因此，經由疊層電絕緣性的高分子薄膜 ，則可確保薄片厚度方向上的絕緣破壞電壓。絕緣破壞電 壓未滿lkV，則於電子機器內之電路短路的危險性增加 ，且適用範圍狹窄。 又，本發明之電絕緣性電磁波吸收性導電性薄片中的 電磁波吸收性導熱層的導熱率，爲2 W/ mK以上爲佳， 且以3 W/mK以上爲更佳。於本發明之電絕緣性電磁波 吸收性導熱性薄片中，因爲疊層導電率較小的高分子薄膜 ，故於薄片全體厚度方向上的導熱率，小於電磁波吸收性 導熱層的導熱率。因此，電磁波吸收性導熱層的導熱率必 須設計爲高。電磁波吸收性導熱層之導熱率未滿2 W/ mK，則導熱性能不夠充分，且用途亦受到限定。 於本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片中，於 -9- (7) (7)1330400 疊層電絕緣性高分子薄膜之電磁波吸收性導熱層面之反面 ，將導熱率爲2 W/mK以上之比該高分子薄膜更柔軟之 電絕緣性的導熱性充塡劑於基質聚合物中分散的導熱層、 或軟磁性金屬粉及電絕緣性之導熱性充塡劑於基質聚合物 中分散的電磁波吸收性導熱層予以疊層亦可。藉此，可令 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片與發熱源和/ 或放熱裝置之接觸熱阻力變小，可取得更良好的放熱特性 〇 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片中之電絕 緣性高分子薄膜的厚度爲50#m以下爲佳，且以3〇em 以下爲更佳。一般，高分子薄膜的導熱率爲小至0.2 W/ mK左右，故於薄片全體之厚度方向的平均導熱率爲比電 磁波吸收性導熱層的導熱率小。經由高分子薄膜的疊層， 則薄片全體之厚度方向上的導熱率，爲隨著高分子薄膜之 厚度變厚而呈現指數函數性地減少。因此，高分子薄膜的 厚度愈薄愈佳。高分子薄膜之厚度若超過50//m，則於 薄片全體厚度方向上之平均導熱率並不充分，且恐其用途 亦受限定。還有，上述高分子薄膜之厚度若過薄，則因絕 緣破壞電壓並不充分，且操作性變差，故以l；t/m以上爲 佳。 於本發明中，與電磁波吸收性導熱疊層之高分子薄膜 的材質，若爲可形成薄膜的高分子材料即可，並無特別限 制’可使用公知的熱硬化性樹脂 '熱塑性樹脂。但，必須 根據本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片的使用溫 -10- (8) (8)1330400 度’考慮高分子薄膜的材質。熱硬化性薄膜可例示例如環 氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂 '聚矽氧烷樹脂、聚胺基 甲酸乙酯樹脂等。熱塑性樹脂例如可使用聚乙烯、聚對酞 酸乙二酯 '聚萘酸乙二酯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍、聚 醯亞胺樹脂、ABS樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丁二烯橡膠 、腈橡膠等。此些高分子材料可爲單獨一種、或混合使用 二種以上。 .本發明之電磁波吸收性導熱層中所含之軟磁性金屬粉 末由供給安定性、價格等方面而言，以含有鐵元素爲佳。 可列舉例如羰基鐵、電解鐵、Fe— Cr系合金、Fe- Si系 合金、Fe— Ni系合金、Fe— A1系合金、Fe_Co系合金、 Fe— A1— Si 系合金 ' Fe— Cr— Si 系合金、Fe— Cr— A1 系 合金、Fe— Si-Ni系合金' Fe— Si— Cr—Ni系合金等， 但並非限定於此。此時，由價格等方面而言，以含有15 重量％以上之鐵元素爲佳。 此些軟磁性金屬粉末可單獨使用一種，且亦可組合使 用二種以上。粉末之形狀可單獨使用扁平狀、粒狀之任一 者，且倂用兩者亦可。 軟磁性金屬粉末之平均粒徑爲o.l# m以上100// m 以下爲佳，且特別使用以上50/zm以下爲佳。平均 粒徑未滿0.1;zm之情形中，則粒子的比表面積變成過大 ，且恐難以高充塡化。又，於平均粒徑爲超過l〇〇#m情 形中，於薄片表面出微小的凹凸，且恐令接觸熱阻力變大 -11 - (9) (9)1330400 電磁波吸收性導熱層中之軟磁性金屬粉末的含量’以 電磁波吸收性導熱層全量之10〜80 vol% (容量％、以下 相同），特別以15〜70 vol%爲佳。未滿10 vol%，則有 時無法取得充分的電磁波吸收性能，於超過80 vol%之情 形中，則恐令電磁波吸收性能層變脆》 本發明之電磁波吸收性導熱層及導熱層中所含之電，絕 緣性的導熱性充塡劑，以電絕緣性物質之氧化鋁、氧化矽 、鐵素體、氮化矽、氮化硼、氮化鋁之粉末等爲佳。 以鐵素體做爲導熱性充塡劑時，以使用電絕緣性高之 Ni-Zn系和Mn-Zn系等之尖晶石型立方晶鐵素體粉末 爲佳。此些軟磁性鐵素體因爲亦兼具電磁波吸收性能，故 可彌補本發明之軟磁性金屬粉的電磁波吸收性能，且爲佳 〇 導熱性粉末可單獨使用一種，且亦可組合使用二種以 上。 導熱性粉末之平均粒徑爲以上100/zm以下 爲佳，且特別以使用1 Ai m以上5 0 m以下爲佳。平均粒 徑爲未滿〇.l//m之情形中，粒子的比表面積變得過大且 恐難高充塡化，且於充塡率爲相同時，薄片的導熱率變小 。又，於平均粒徑爲超過l〇〇ym之情形中，於薄片表面 出現微小的凹凸，且恐令接觸熱阻力變大。 電磁波吸收性導熱層中之導熱性粉末的含量，於取得 指定之電磁波吸收性能上，考慮與軟磁性金屬粉之充塡率 的均衡而言，則以電磁波吸收性導熱層全體之10〜70 vol -12- (10) (10)1330400 %，特別以20〜50 vol%爲佳。未滿l〇 vol%則有時無法 取得充分的導熱性能，於超過7 〇 vol %之情形中，則相對 地令軟磁性金屬粉的含有率降低’且具有無法取得充分電 磁波吸收性能的可能性。 又，導熱層中之導熱性粉末的含有量以導熱層全量之 30〜80 vol%，特別以40〜80 vol%爲佳。未滿30 vol% ’則有時無法取得充分的導熱性能，於超過85 vol%之情 形中，則恐令導熱層變脆》 本發明之電磁波吸收性導熱層及導熱層之基質聚合物 可列舉有機基聚矽氧烷、丙烯酸橡膠、伸乙基丙烯橡膠、 氟橡膠等，可視目的用途而選擇。此些基質聚合物可單獨 使用一種，或混合使用二種以上。 又，於本發明中，將電磁波吸收性導熱層、導熱層及 視需要之矽烷偶合劑等之粉末表面處理劑、難燃劑、交聯 劑、控制劑、交聯促進劑等予以適當，適量配合亦可。 於本發明中，構成電磁波吸收性導熱層及導熱層之組 成物可經由將各個軟磁性金屬粉末和/或導熱性粉末、與 基質聚合物、與視需要之其他成分混合則可製造。此處， 軟磁性金屬粉末和/或導熱性粉末與基質聚合物的混合可 經由均質器、揑和機、二根輥、星型混合器等之混合機進 行至混合均勻爲止，但並無特別限定。 電磁波吸收性導熱層或導熱層與高分子薄膜的層合方 法爲將上述組成物於高分子薄膜上直接加壓成型、塗層成 型、砑光成型等以疊層的方法、和使用上述組成物並將電 -13- (11) (11)1330400 磁波吸收性導熱層或導熱層以塗層成型和加壓成型等予以 成型後，透過黏合層並將高分子薄膜予以加壓接黏的方法 等，但並非限定於此。又，爲了強化高分子薄膜與各層間 的接黏，亦可將層合前之高分子薄膜的接合面予以塗底處 理。 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片的層合構 造可列舉例如，圖1(a)所示般之將一層電磁波吸收性 導熱層1與一層高分子薄膜層2予以疊層而成的二層層合 構造，如圖1 (b)所示般之於一層高分子薄膜層2之單 面疊層電磁波吸收性導熱層1，於另一面疊層導熱層3所 構成的三層構造，如圖1(c)所示般之於一層高分子薄 膜層2之兩面將電磁波吸收性導熱層1、1予以疊層而成 的三層構造，如圖1(d)所示般之於一層電磁波吸收性 導熱層1的兩面將各一層之高分子薄膜層2、2予以疊層 而成的三層構造，如圖1(e)所示般之於一層電磁波吸 收性導熱層1的兩面將各一層之高分子薄膜層2予以疊層 ，且再於高分子薄膜層上分別疊層導熱層3所構成的五層 構造等，但並非特別限定於此。 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片全體的厚 度爲0.1 mm以上10 mm以下，特別以〇·3 mm以上3 mm 以下爲佳。 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片於薄片全 體之厚度方向的平均導熱率爲I5 w/mK以上，特別以2 W/mK以上爲佳。導熱率未滿1.5 W/mK，則恐令用途 -14 - (13)1330400 將室溫下之黏度爲30 Pa· s’以二甲基乙烯基甲矽烷 氧基將兩端封閉之含乙烯基二甲基聚矽氧烷做爲基質油， 且以下述式

Si-(OCH3)3 所示之含有矽原子結合烷氧基之有機基聚矽氧烷做爲各種 充塡粉末之表面處理劑，並且相對於該充塡粉末之合計量 100重量份添加1重量份，再加入平均粒徑10//IT1之球狀 Fe-12% Cr—3% Si軟磁性金屬粉末和導熱性粉末之平 均粒徑1 // m的粒狀氧化鋁粉末（昭和電工股份有限公司 製商品名：AL—47 - 1)，且以星型混合器於室溫中攪拌 混合後，再一邊攪拌一邊進行1 2 0 °C、1小時的熱處理， 製作本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片中之電磁 波吸收性導熱層的基質組成物。 其次，將1分子中具有二個以上結合至矽原子之氫原 子的有機基氫聚矽氧烷、鉑族金屬系觸媒、乙炔醇系反應 控制劑添加混合。有機基氫聚矽氧烷的添加量爲令其氫原 子之莫耳數與上述基質組成物中之二甲基乙烯基甲矽烷氧 基的莫耳數比爲〇·7。最終的配合組成爲相對於聚矽氧烷 成分100重量份，調整成軟磁性金屬粉末100重量份、導 熱性粉末之氧化鋁粉末400重量份。 將做爲此電磁波吸收性導熱層的組成物，於預先以塗 底劑C (信越化學工業股份有限公司製商品名）予以塗底 處理之12.5/zm厚度的聚醯亞胺薄膜上，以加壓成型並於 -16- (14) (14)1330400 120 °C、加熱硬化10分鐘，取得圖1 (a)所示之二層構 造之合計薄膜厚度1 mm之本發明的電絕緣性電磁波吸收 性導熱性薄片。 〔實施例2〕 除了令電磁波吸收性導熱層之軟磁性金屬粉爲平均粒 徑30ym之扁平形狀Fe— 5.5% Si，且電磁波吸收性導 熱層之最終的配合組成爲相對於聚矽氧烷成分100重量份 ，調整爲軟磁性金屬粉末90 0重量份、導熱性粉末之氧化 鋁粉末500重量份以外，同實施例1處理，取得圖l(a )所示二層構造之合計薄片厚度0.3 mm之本發明的電絕 緣性電磁波吸收性導熱性薄片。 〔實施例3〕 電磁波吸收性導熱層之基質聚合物爲使用日信化學工 業股份有限公司製的丙烯酸橡膠RV- 25 20，且相對於此 丙烯酸橡膠100重量份，將平均粒徑30//m之扁平形狀 Fe- 5.5% Si軟磁性金屬粉末1200重量份、平均粒徑1 V m之氧化鋁粉末（昭和電工股份公司製商品名：Al -47 — 1 ) 3 00重量份以捏和機予以均勻混合，作成電磁波 吸收性導熱層的基質組成物。相對於此基質組成物1〇〇重 量份’將有機過氧化物之二（鄰）一甲基苯甲醯）過氧化 物0.8重量份以二根輥予以混合後，以15〇 °C、1〇分鐘之 條件，於預先以塗底劑C (信越化學工業股份有限公司製 -17- (15) 1330400 商品名）予以塗底處理之12.5/zm厚度的聚醯亞胺薄膜上 ，以1 5 (TC、1 0分鐘之條件加壓成型，取得圖1 ( a )所 示之二層構造之合計薄片厚度1 mm之本發明的電絕緣性 電磁波吸收性導熱性薄片。 〔實施例4〕

除了令電磁波吸收性導熱層之最終的配合組成，相對 於聚矽氧烷成分100重量份，調整成軟磁性金屬粉末90 0 重量份 '導熱性粉末氧化鋁粉末200重量份，且使用12.5 // m之PEN (聚萘酸乙二酯）薄膜做爲高分子薄膜以外， 同實施例2處理，取得圖1(a)所示之二層構造之合計 薄片厚度1 mm之本發明的電絕緣性電磁波吸收性導熱性 薄片。 〔實施例5〕

除了令導熱性粉末爲平均粒徑〇.9;zm之氧化鋁粉末 (三井化學股份有限公司製商品名：Η AN — 2 )以外，同 實施例4處理，取得圖1(a)所示之二層構造之合計薄 片厚度1 mm之本發明的電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄 片。 〔實施例6〕 除了電磁波吸收性導熱層之氧化鋁代替平均粒徑5 之粒狀Ni- Zn鐵素體粉末（戶田工業股份有限公司 -18- (16) (16)1330400 製商品名：BSN— 714 )，且其添加份數爲3 00重量份以 外，同實施例4處理，取得圖1(a)所示之二層構造之 合計薄片厚度1 mm之本發明的電絕緣性吸收性導熱性薄 片0 〔實施例7〕 基質聚合物爲使用有機過氧化物硬化型之聚矽氧烷橡 膠組成物，且將導熱層於厚度12.5//m之聚醯亞胺薄膜上 予以塗層成型。 將平均聚合度7,000之二甲基乙烯基生橡膠88重量 份、含有矽原子結合烷氧基之有機聚矽氧烷做爲導熱性充 塡粉末的表面處理劑12重量份、及做爲導熱性充塡劑之 平均粒徑18# m的氧化鋁粉末（昭和電工股份有限公司 製商品名：AS—30) 800重量份和平均粒徑4#m之氧化 鋁粉末（昭和電工股份有限公司製商品名：AL- 24 ) 400 重量份以揑合混合至均勻爲止，製作導熱層的基質組成物 〇 相對於此基質組成物1 00重量份，將有機過氧化物之 二（鄰）甲基苯甲醯）過氧化物0.8重量份和甲苯40重 量份以均質器予以攪拌混合後，於預先以塗底劑C(信越 化學工業股份有限公司製商品名）予以塗底處理之厚度 12.5 "⑺的聚醯亞胺薄膜上塗層。再者，爲了除去甲苯， 設置40°C — 5分鐘' 80°C - 5分鐘之階段性加熱步驟後， 於1 5 0 °C - 5分鐘之條件下，令塗層薄片進行交聯、硬化 -19- (17) 1330400 ，於12.5/zm厚之聚醯亞胺薄膜的單面層合厚 的導熱層。 其次，將此層合品之導熱層層合面反側之聚 膜面，以塗底劑C(信越化學工業股份有限公司 )予以塗底處理後，將做爲實施例1所示之電磁 導熱層的組成物，以加壓成型，於120 °C，加奏 分鐘，取得圖1(b)所示之三層構造之合計薄 mm之本發明的電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄> 〔實施例8〕 除了使用厚度25 //m之聚醯亞胺薄膜以外 例Ί處理，取得圖1(b)所示之三層構造之合 度1 mm之本發明的電絕緣性電磁波吸收性導熱f 〔實施例9〕 除了令電磁波吸收性導熱層之厚度爲0.7 m 同實施例1處理，取得對12.5//m厚之聚醯亞 層0.7 mm厚之電磁波吸收性導熱層者。 其次，相對於做爲基質聚合物之實施例1中 收性導熱層所用之聚矽氧烷組成物1 0 0重量份， 熱性充塡劑之平均粒徑18；am的氧化鋁粉末（ 股份有限公司製商品名：AS- 30 ) 600重量份和 4/i m的氧化鋁粉末（昭和電工股份有限公司製 AL — 24 ) 3 00重量份充塡，作成導熱層組成物。 0.1 mm 醯亞胺薄 製商品名 波吸收性 A硬化10 片厚度2 ，同實施 計薄膜厚 t薄片。 m以外， 胺薄膜疊 電磁波吸 將做爲導 昭和電工 平均粒徑 商品名： -20- (18) (18)1330400 將上述層合品之電磁波吸收性導熱層面反側之聚醯亞 胺薄膜面，以塗底劑C(信越化學工業股份有限公司製商 品名）予以塗底處理後，將此導熱層組成物於聚醯亞胺薄 膜面上，以0.3 mm之厚度予以無溶劑塗層後，以120°c 、1 〇分鐘之條件令其交聯、硬化，取得圖1 ( b )所示之 三層構造之合計薄片厚度1 mm之本發明的電絕緣性電磁 波吸收性導熱性薄片。 〔實施例1 〇〕 使用有機過氧化物硬化型之聚矽氧烷橡膠組成物做爲 基質聚合物，並於厚度12.5/zm之聚醯亞胺薄膜上將電磁 波吸收性導熱層予以塗層成型。 將平均聚合度7,000之二甲基乙烯基生橡膠88重量 份，含有矽原子結合烷氧基有機聚矽氧烷做爲導熱性充塡 粉末之表面處理劑（2重量份，及’做爲軟磁性金屬粉之平 均粒徑30# m之扁平形狀的Fe-5.5% Si 900重量份和 導熱性粉末之平均粒徑l//m的粒狀氧化鋁粉末（昭和電 工股份有限公司製商品名：AL _ 47 - 1 ) 500重量份以揑 和機予以混合至均勻爲止，製作導熱層基質組成物。 相對於此基質組成物100重量份，將有機過氧化物之 二（鄰一甲基苯甲醯）過氧化物0.8重量份和甲苯40重 量份以均質器予以攪拌混合後，於預先以塗底劑C (信越 化學工業股份有限公司製商品名）予以塗底處理之厚度 I2.5/zm的聚醯亞胺薄膜上塗層。再者，爲了除了甲苯， -21 - (19) 1330400 設置40 °C - 5分鐘、80°C — 5分鐘之階段性加熱步驟後， 於150°C - 5分鐘之條件下，令塗層薄片進行交聯、硬化 ，於12.5//m厚之聚醯亞胺薄膜的單面層合厚度0.1 mm 的電磁波吸收性導熱層。

其次，將此層合品之導熱層層合面反側之聚醯亞胺薄 膜面，以塗底劑C (信越化學工業股份有限公司製商品名 )予以塗底處理後，將做爲實施例1所示之電磁波吸收性 導熱層的組成物，以加壓成型，並於1 2 0 °C、加熱硬化1 0 分鐘，取得圖1(c)所示之三層構造之合計薄片厚度1 mm之本發明的電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片》 〔實施例1 1〕

將做爲實施例1所示之電磁波吸收性導熱層的組成物 ，以預先經塗底劑C (信越化學工業股份有限公司製商品 名）予以塗底處理之12.5/zm厚的聚醯亞胺薄膜由上下夾 住，並以加壓成型於120 °C、加熱硬化1〇分鐘，取得圖1 (d)所示之三層構造之合計薄片厚度1 mm之本發明的 電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片。 [實施例1 2〕 準備於實施例7所示之12.5// m厚之聚醯亞胺薄膜的 單面，疊層厚度0.1 mm之導熱層者’並於此層合品之導 熱層層合面之反側的聚醯亞胺薄膜面，以塗底劑C(信越 化學工業股份有限公司製商品名）予以塗底處理。_ -22- (20) (20)1330400 其次，將做爲實施例2所示之電磁波吸收性導熱層的 組成物，以上述層合品之預先經塗底劑C (信越化學工業 股份有限公司製商品名）予以塗底處理之聚醯亞胺薄膜面 側由上下夾住，並以加壓成型於120°C、加熱硬化10分 鐘’取得圖1(e)所示之五層構造之合計薄片厚度1 mm 之本發明的電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片。 〔比較例1〕 除了令實施例1之電磁波吸收性導熱層以實施例9之 導熱層之組成代替以外，同實施例1處理，取得由導熱 層和聚醯亞胺薄膜所構成之二層構造之合計薄片厚度1 mm的導熱性薄片。 〔比較例2〕 除了令做爲實施例1之電磁波吸收性導熱層之組成物 的配合組成，相對於聚矽氧烷成分100重量份，以軟磁性 金屬粉末900重量份，且未充塡導熱性粉末以外，同實施 例1處理，取得由電磁波吸收性層和聚醯亞胺薄膜所構 成之二層構造之合計薄片厚度1 mm的電磁波吸收性薄片 〔比較例3〕 使用日信化學工業股份有限公司製之丙烯酸橡膠 RV - 2520，做爲電磁波吸收層的基質聚合物，且相對於 -23- (21) (21)1330400 此丙烯酸橡膠100重量份，將平均粒徑30ym之扁平形 狀的鐵矽鋁磁性合金組成Fe-Al- Si合金軟磁性金屬粉 末900重量份以揑和機予以均勻混合，作成電磁波吸收層 的基質組成物。相對於此基質組成物1 〇〇重量份，將有機 過氧化物之二（鄰-甲基苯甲醯）過氧化物0.8重量份以 二根輥混合後，於預先以塗底劑C (信越化學工業股份有 限公司製商品名）予以塗底處理之12.5//m厚之聚醯亞胺 薄膜上，於150 °C、10分鐘之條件下加壓成型，取得由電 磁波吸收層與聚醯亞胺薄膜所構成之二層構造之合計薄片 厚度1 mm的電磁波吸收性薄片。 以下述所示之方法評價實施例1〜1 2、比較例1〜3 所得薄片之薄片厚度方向的絕緣破壞電壓、薄片厚度方向 的平均導熱率、各層的導熱率、薄片表面層的Asker C硬 度，及做爲電磁波吸收特性的放射電磁波衰減量，且結果 不於表1〜3。 《絕緣破壞電壓》 絕緣破壞電壓的測定爲根據JI S C 2 1 1 0進行測定。 《導熱率》 導熱率爲根據ASTME 1530進行測定。 《Asker C硬度》 製造單獨之薄片表面層的6 mm厚薄片，並將此薄片 -24- (22) (22)1330400 以薄片間不會混入氣泡般地重疊二枚，作成合計1 2 mm 厚的被測定樣品。使用高分子計器股份有限公司製Asker C硬度計，將負重1公斤下之1 0秒後的讀數視爲測定値 《放射電磁波衰減量》 評價放射電磁波衰減量的方法示於圖2。首先，於電 波暗室4內，將被測定薄片，捲放於發生周波數2 GHz電 磁波之偶極天線6，並由此偶極天線6距離3 m之位置設 置受信天線8。即’其爲符合根據FCC的3 m法。其次， 以連接受信天線8之密封室5內之EMI接收機（光譜分 析器）9測定所發生的電磁波。還有，圖2中7爲訊號發 電機。將此測定結果與未設置薄片時之電磁波發生量之差 ，視放射電磁波哀減量。

-25- (23) (23)1330400 表1 實施例 2 3 4 5 6 層構造(注1) EMITC EMITC EMITC EMITC EMITC EMITC /F ί¥ /F /F /F IF 基質聚合 種類 聚矽氧烷 聚矽氧烷 丙烯酸 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 物 配合(重量份） 100 100 100 100 100 100 軟磁性金 組成 Fe-12% Fe-5.5% Fe-5.5%Si Fe-5.5%Si Fe-5.5%Si Fe-5.5%Si 屬粉 Cr-3%Si Si 扁平 電磁波吸收 形狀 球狀 扁平 1200 扁平 扁平 扁平 性導熱層 配合(重量份） 1000 900 900 900 900 1 導熱性充 種類 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 氮化鋁 NiZn 塡劑 配合(重量份） 400 500 300 200 鐵素體 300 厚度(ym) 1 0.3 1 1 1 1 導熱率(W/mK) 3.6 3.2 3.3 2.1 3.0 2.0 材質 PI PI PI PEN PEN PEN 薄膜 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 厚度(jum) 基質聚合 種類 物 配合(重量份） 軟磁性金 組成 導熱層或 屬粉 形狀 電磁波吸收 配合(重量份） 無 ¢5 無 無 無 無 性導熱層2 導熱性充 種類 塡劑 配合(重量份） 厚度("m) 導熱率(W/mK) 絕緣破壞電壓(kV) 2.8 3.2 3.1 2.5 2.7 2.8 薄片全體厚度方向上之平均導熱率(W/mK) 3.1 2.7 2.9 1.9 2.6 1.7 表面層之 硬度 30 60 55 65 60 Asker C硬度 70以下之層名(注1) EMITC EMITC 無 EMITC EMITC EMITC 電磁波吸收性能(dB) 3.6 3.1 9.5 7.9 7.3 8.5 (注1)層構造及表面層之Asker C硬度之70以下之層名 之欄的記號說明 EMITC :電磁波吸收導熱層 F:薄膜 TC:導熱層 -26- (24) 1330400 表2 實施例 7 8 9 10 11 12 層構造(注1) EMITC/F/ EMITC/F/ EMITC/F/ EMITC 1/ FEMITC TC/F/ TC TC TC F/EMITC2 /F EMITC/F/TC 基質聚合 種類 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 物 配合(重量份） 100 100 100 100 100 100 軟磁性金 組成 Fe-12% Fe-12% Fe-12% Fe-12% Fe-12% Fe-5.5%Si 電磁波吸收 性導熱層 屬粉 形狀 配合(重量份） Cr-3°/〇Si 球狀 1000 Cr-3%Si 球狀 1000 Cr-3%Si 球狀 1000 Cr-3%Si 球狀 1000 Cr-3%Si 球狀 1000 扁平 900 1 導熱性充 種類 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 塡劑 配合(重量份） 400 400 400 400 400 500 厚度(Mm) 1.9 0.9 0.7 0.9 0.8 導熱率(W/mK) 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.2 薄膜 材質 PI PI PI PI PI PI 厚度(// m) 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 基質聚合物 種類 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 聚矽氧烷 配合(重量份） 100 100 100 100 100 軟磁性金屬 組成 無 無 無 Fe-5.5%Si 無 導熱層或 粉 形狀 扁平 電磁波吸收 配合(重量份） 900 無 性導熱層2 導熱性充塡 種類 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 氧化鋁 劑 配合(重量份） 1200 1200 900 500 1200 厚度(A m) 0.1 0.1 0.3 0.1 0.1 導熱率(W/mK) 5.1 5.1 3.7 3.2 5.1 絕緣破壞電壓(kV) 4.7 7.9 8.8 3.2 5.8 9.1 薄片全體厚度方向上之平均導熱率 3.4 2.6 3.0 3.0 2.6 3.0 (W/mK) 表面層之 硬度 30 30 30 30 Asker C硬度 70以下之層名(注1) EMITC EMITC EMITC EMITC 無 無 10 TC 電磁波吸收性能(dB) 6.3 3.1 2.8 3.6 3.3 6.8

(注1)層構造及表面層之Asker C硬度之70以下之層名 之欄的記號說明 EMITC :電磁波吸收導熱層 F:薄膜 TC:導熱層 27- (25) (25)1330400 表3 比較例 1 2 3 層構造(注1) TC/F EMITC/F EMITC/F 電磁波吸收 基質聚合物 種類 聚矽氧烷 丙烯酸 性導熱層1 配合(重量份) 100 100 軟磁性金屬 組成 Fe-12%Cr- Fe-Al-Si 粉 3%Si 形狀 球狀 扁平 配合(重量份） 〆》、、 900 900 導熱性充塡 種類 Μ / l、、 / * NS 劑 配合(重量份） 厚度(mm) 1 1 導熱率(W/mK) 1.6 .4 薄膜 材質 PI PI PI 厚度(//m) 12.5 12.5 12.5 基質聚合物 種類 聚矽氧烷 配合(重量份） 100 軟磁性金屬 組成 Μ J V \N 導熱層或 粉 形狀 電磁波吸收 配合(重量份） M /1 M / i \\ 性導熱層2 導熱性充塡 種類 氧化鋁 劑 配合(重量份） 900 厚度(mm) 1 導熱率(W/mK) 3.7 絕緣破壞電壓(kv) 22.3 3.1 3.2 薄片全體厚度方向之平均導熱率(W/mK) 3.2 1.4 1.3 表面層之 硬度 5 5 Asker C硬度 70以下之層名(注1) TC EMITC M. / » 電磁波吸收性能(dB) 0.0 4.3 8.9 (注1)層構造及表面層之Asker C硬度之70以下之層名 之欄的記號說明 EMITC :電磁波吸收導熱層 F:薄膜 TC:導熱層 (26) (26)1330400 由表1可確認’根據本發明的實施例丨〜】2 ,絕緣破 壞電壓爲高至1 kV以上，且導熱率亦高至15 W/mK以 上’且電磁波吸收性能亦於本評價方法中取得2 dB以上 的値，具有充分的電磁波吸收性能。 經由將實施例1與比較例1予以比較，則可知僅充塡 無電磁波吸收性能之導熱性充塡劑時，薄片與高分子薄膜 的層合品雖可取得1 kV以上的絕緣破壞電壓，但並無電 磁波吸收性能。 經由將實施例1與比較例2及3予以比較，則可知與 薄膜疊層之電磁波吸收性導熱層中不含有導熱性充塡劑、 且僅充塡軟磁性金屬粉時，電磁波吸收性導熱層之導熱率 爲低至2 W/mK以下，且層合薄片全體厚度方向之平均 導熱率亦低壓I.5 W / mK以下。 〔發明之效果〕 本發明之電絕緣性電磁波吸收性導熱性薄片爲兼具高 電磁波吸收性能和高導熱性能，且爲電絕緣性，故裝配於 電子機器內部時’並不必要特別照料對於印刷配線電路爲 首之各部分的電性短路，可裝配於最適當的處所。因此， 可抑制先前增加之電子機器內部的電磁波雜訊，並且亦可 抑制電磁波洩漏至外部。更且，亦可令電子機器要素所發 生之熱放熱至機器外部。 因此’對於先前必須以電磁波吸收性薄片和導熱性薄 片二種薄片的處所，可以一種薄片簡單應付。可在小空間 -29- (27) (27)1330400 中同時進行電磁波雜訊對策和發熱對策，亦可令電子機器 小型化。 造子 構分 片高 薄和 性 層 熱熱 導導 性性 收收 吸吸 波波 磁磁 電電 之由 明爲 發 本a) 1出C 明示’ 說D圖 單 1 面 簡圖截 式t略 圖 槪 [ 的 薄膜層疊層而成之二層構造的電磁波吸收性導熱性薄片、 (b)爲由電磁波吸收性導熱層和高分子薄膜層和導熱層 叠層而成之三層構造的電磁波吸收性導熱性薄片、（c) 、（d)爲由電磁波吸收性導熱層和高分子薄膜層疊層而 成之三層構造的電磁波吸收性導熱性薄片、（e)爲由電 磁波吸收性導熱層和高分子薄膜層和導熱層疊而成之五層 構造的電磁波吸收性導熱性薄片》 〔圖2〕示出放射電磁波衰減量測定方法之方塊圖。 〔主要元件對照表〕 1 電磁波吸收性導熱層 2 高分子薄膜層 3 導熱層 4 電波暗室 5 密封室 6 偶極天線 7 訊號發電機 8 受信天線 -30- (28) (28)1330400 9 EMI接收器 -31

Claims (1)

1330400 拾、申請專利範圍 第92 1 36240號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 I 民國98年'10月22 ·与修正 1 . 一種電絕緣性之電磁波吸收性導熱性薄片，其係 對使軟磁性金屬粉及電絕緣性之導熱性充塡劑於基質聚合 物中分散的組成物予以成型之電磁波吸收性導熱層的至少 一面，疊層電絕緣性高分子薄膜的電磁波吸收性導熱性薄 片，於薄片厚度方向的絕緣破壞電壓爲1 kV以上者， 電絕緣性之導熱性充塡劑爲選自氧化鋁、氧化矽 '鐵 素體、氮化矽、氮化硼及氮化鋁之至少一種， 基質聚合物爲選自有機聚矽氧烷、丙烯酸橡膠、伸乙 基丙烯橡膠及氟橡膠。 2. 如申請專利範圍第1項之電磁波吸收性導熱性薄 片，其中電磁波吸收性導熱層的導熱率爲2 W/mK以上 〇 . 3. 如申請專利範圍第1或2項之電磁波吸收性導熱 性薄片，其中電絕緣性之高分子薄膜厚度爲50/zm以下 〇 4·如申請專利範圍第1項之電磁波吸收性導熱性薄 片’其爲對電絕緣性之高分子薄膜之電磁波吸收性導熱層 予以疊層之面的相反側之面，將導熱率係2 W/mK以上 且以Asker C硬度計測定時爲70以下之之電絕緣性的導 熱性充塡劑分散於基質聚合物中的導熱層，或將軟磁性金 1330400 屬粉及電絕緣性之導熱性充塡劑分散於基質聚合物中的電 磁波吸收性導熱層予以疊層者， 其中基質聚合物爲選自有機聚矽氧烷、丙烯酸橡膠、 伸乙基丙烯橡膠及氟橡膠之一種或二種以上的混合物。 5. 如申請專利範圍第1項之電磁波吸收性導熱性薄 片，其中於薄片全體厚度方向之平均導熱率爲1.5 W/mK 以上。 6. 如申請專利範圍第1項之電磁波吸收性導熱性薄 片’其中電磁波吸收性導熱層中所含之軟磁性金屬粉爲含 有15重量％以上鐵元素的金屬。 7_如申請專利範圍第1項之電磁波吸收性導熱性薄片 ，其中電磁波吸收性導熱性薄片表面層中，於至少一方之 裝配面上所配置之層之硬度以Asker C硬度計測定時爲70 以下。 -2 -