CN102046528B - 石墨复合体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种石墨复合体及其制造方法。所述石墨复合体具有：将高分子膜烧成而生成的热分解石墨片、作为主成分含有石墨粉且直接接合到热分解石墨片上的石墨层。

Description

石墨复合体及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于传导、散热发热体所产生的热量的石墨复合体及其制造方法。 
背景技术
近年，在电子设备中，伴随着以移动电话、个人电子计算机为代表的高性能化、小型化、薄型化的要求，因CPU、IC等电子部件的高性能化、高密度化而导致发热量明显增大。因此，抑制电子设备的温度上升成为重要的课题。 
作为针对所述发热的对策，使用了例如经由石墨片将在发热体即电子部件所产生的热量向散热器等放热体传递、将发热体的热量迅速扩散以降低过热点的温度的方法。因此，要求热传导率良好且呈薄膜状的轻量的石墨片。 
作为这种石墨片，使用了热分解石墨片、膨胀石墨片。热分解石墨片是将聚酰亚胺等高分子膜在高温下热分解后的片，膨胀石墨片是将石墨粉末酸处理后加热并加压成形为膜状的片。为了随着发热体的发热量的增大而提高冷却能力，需要提高基于石墨片的热输送量。 
石墨片的热输送量与导热性成比例。当沿石墨片的长度方向传导热时导热性满足：导热性(W/K)＝热传导率(W/mK)×片截面积÷片长度的关系。因此，当片主面的形状相同时，通过增大热传导率与片厚度能够提高导热性。 
图8是以往的石墨复合体的立体图。该复合体由热分解石墨片32A、32B、将它们接合的粘合剂31构成。 
当将热分解石墨片用作热输送用的石墨片时，为了提高导热性而要增加其厚度时，需要与此对应地增大原料的高分子膜的厚度。然而，由于当热分解时由膜内部产生的气体的原因而变脆并成为粉状，从而无法增大片的厚度。因此，一般情况下，经由环氧树脂、聚氨酯树脂等粘合剂31将热分解石墨片32A、32B多层层叠以形成石墨复合体，从而提高导热性(例如专利文献1)。然而，由于利用该结构使得粘合剂31的热传导率极低，所以无法充分提高导热性。 
另外，与热分解石墨片相比，膨胀石墨片的主面方向的热传导率更低。即，当将与热分解石墨片厚度相同的膨胀石墨片用作热输送用的石墨片时，导热性低。另外，若增大膨胀石墨片，容易产生层间剥离而导致难以处理，从而无法提高导热性。因此，一般情况下，为了增大膨胀石墨片的厚度，将金属的网状体埋入膨胀石墨片的表里面、中间而形成石墨复合体(例如专利文献2)。然而，由于在该结构中金属的热传导率小于膨胀石墨片，从而无法充分提高导热性。 
专利文献1：日本特开2001-144237号公报 
专利文献2：日本特开2005-229100号公报 
发明内容
本发明为提高了导热性的石墨复合体。本发明的石墨复合体具有：烧成高分子膜而生成的热分解石墨片、作为主成分含有石墨粉且直接接合到热分解石墨片上的石墨层。 
另外，在本发明的石墨复合体的制造方法中，在使上述的热分解石墨片与使用石墨粉作为主成分而成形的石墨成形片相接重叠后，通过加压使热分解石墨片与石墨成形片接合。 
如上所述，在本发明的石墨复合体中，通过将热分解石墨片与石墨层直接连接并接合，在连接的界面处的热传导率不降低。因此，能够制作导热性高的石墨复合体。 
附图说明
图1是本发明的实施方式的石墨复合体的简要剖视图。 
图2是表示图1所示的石墨复合体的热分解石墨片和石墨层的界面的放大剖视图。 
图3A是表示使用本发明的实施方式的石墨复合体的、轧制后的热分解石墨片的表面的显微镜照片的图。 
图3B是图3A的示意图。 
图4A是本发明的实施方式的其他石墨复合体的简要剖视图。 
图4B是本发明的实施方式的又一石墨复合体的简要剖视图。 
图4C是本发明的实施方式的再一石墨复合体的简要剖视图。 
图5是表示用于本发明的实施方式的石墨复合体的热分解石墨片的轧制步骤的简图。 
图6是表示本发明的实施方式的石墨复合体的加压步骤的简图。 
图7是表示本发明的实施方式的石墨复合体的接合强度的测定方法的简图。 
图8是以往的石墨复合体的立体图。 
符号说明 
1、1A、1B、1C、1D、1E热分解石墨片(石墨片) 
2、2A、2B、2C、2D、2E石墨层 
3界面 
4凹部 
5、5A、5D主面 
6突起 
7轧制前的热分解石墨片(石墨片) 
8轧制后的热分解石墨片(石墨片) 
10石墨成形片 
21控制辊 
22轧制辊 
24刚体板 
26A、26B固定板 
27张力计 
具体实施方式
图1是本发明的实施方式的石墨复合体的简要剖视图。该石墨复合体由热分解石墨片(以下称石墨片)1与石墨层2层叠而成。石墨片1与石墨层2在直接相接的界面3接合。利用该结构，在相接的界面3的热传导 率不会降低。因此，能够制作导热性高的石墨复合体。 
石墨片1通过烧成高分子膜而生成。在石墨片1中，层状的结晶大的石墨粒子沿主面5的方向取向，并且该层状的石墨粒子层叠。 
对于成为石墨片1的原料的高分子膜，优选使用聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺等耐热性的芳香族高分子。当使用这种原料时，石墨片1的热传导率非常高，从而沿主面5方向的热传导率达到400W/mK～1800W/mK。 
石墨片1的厚度适合取10μm～150μm。通过取这种厚度能够提高热传导率并确保片形状。 
石墨层2作为主成分含有石墨粉。具体而言，以沿着主面5取向的方式将鳞片状的石墨粉堆积而形成。对于石墨粉，能够使用将膨胀石墨、粉末焦炭在3000℃左右的温度下热处理后的热分解石墨等鳞片状或球状的石墨粉。为了提高石墨层2的强度可以添加树脂等微量的结合剂，但由于膨胀石墨具有可塑性，所以能够在不使用粘合剂的情况下进行加压成形，从而能够形成热传导率高的石墨层2。因此，优选将膨胀石墨用作石墨粉。另外，为了提高热传导率优选在石墨层2含有98重量％以上的碳(carbon)。 
通过使用这种材料，沿石墨层2的主面5方向的热传导率达到100W/mK～350W/mK。当热传导率为200W/mK以下时，石墨层2的厚度优选为200μm～1500μm，当为300W/mK以上时优选为50μm～500μm。利用这种厚度能够消除石墨层2的层间剥离而确保片形状。 
石墨复合体的热传导率能够通过外表的热传导率表示。在图1所示的石墨片1与石墨层2各一片地密接接合而成的石墨复合体中，在界面3处热传导率没有降低。因此，沿主面5的方向的外表的热传导率λ通过以下式子求得。 
λ＝λ1×P+λ2×q 
在此，P表示石墨片1的厚度与石墨复合体的厚度的比，q表示石墨层2的厚度与石墨复合体的厚度的比。λ1、λ2分别表示石墨片1与石墨层2的热传导率。 
石墨片1的热传导率λ1比石墨层2的热传导率λ2大。因此，石墨复合体的外表的热传导率成为比石墨片1的热传导率λ1小且比石墨层2的热 传导率λ2大的值。即，对于石墨复合体而言，与形成为与石墨层2同样的结构且与石墨复合体相同厚度的石墨成形片相比，其沿着主面5方向的导热性更大。 
另外，石墨复合体与单体的热分解石墨片相比能够增大厚度。因此，能够提高沿着主面5的方向的导热性。石墨复合体的厚度优选为比单体的热分解石墨片厚的100μm以上，更优选为150μm以上。 
虽然以前述方式烧成高分子膜而形成石墨片1，但是优选在烧成后轧制并使用石墨片1。由此，能够提高在界面3的石墨层2与石墨片1(8)的接合强度。 
图2是表示热分解石墨片与石墨层的界面的放大剖视图。图3A是表示轧制后的热分解石墨片的表面照片的图，图3B是图3A的示意图。 
如图2所示，在界面3中，在轧制后的石墨片8的表面形成有凹部4。然后石墨层2的石墨粉填充于凹部4，石墨片8与石墨层2在界面3致密地连结。如图3A、图3B所示，凹部4形成于由石墨构成的平坦状的区域D间的边界。 
在烧成后的热分解石墨片的表面形成有多个表面附近的石墨粒子的层状部分的层鼓起的部位。通过轧制该鼓起的部位而折叠地形成凹部4。 
在凹部4设有褶皱状的突起6。突起6是将热分解石墨粒子的层状部分通过轧制而折叠的部分以沿着主面5的方向而突出的方式而形成的。 
通过使凹部4具有突起6，而使石墨粉与凹部4密接。由于这样能够提高固定(anchor)效果，所以能够提高石墨片8与石墨层2的接合强度。由此，能够消除因高温环境下的石墨片8与石墨层2的热膨胀之差所导致的剥离，另外还能够使在将石墨复合体安装到电子设备时等的处理容易。 
另外，通过这样在界面3向石墨片8的凹部4填充石墨粉，界面3的热传导率不会变得比填充的石墨粉的热传导率小。因此，能够增大界面3处的热传导率并提高沿着石墨复合体的主面5的方向的外表的热传导率。另外，不会损失石墨复合体的厚度方向的热传导性，从而增大厚度方向的热传导率。这样，由于石墨片8与石墨层2致密地重叠，所以能够增大在界面3处的热传导率，从而能够制作导热性大的石墨复合体。 
图4A～图4C是本实施方式的其他石墨复合体的剖视图。图4A所示 的石墨复合体由石墨片1A、1B与石墨层2A、2B各一片地相互多层层叠而成。利用该结构，能够增大石墨复合体的厚度，从而能够提高沿着主面5A的方向的导热性。另外，如上所述，通过利用轧制在石墨片1A、1B上形成凹部4，能够增大石墨片1A、1B与石墨层2A、2B的界面处的接合强度。因此，能够如图4A那样多层层叠以增大石墨复合体的厚度。 
在图1、图4A所示的石墨复合体中，热分解石墨片与石墨层在各自的主面的整面接合。除此以外，热分解石墨片可以与石墨层的主面的一部分接合。另外，石墨层可以与热分解石墨片的主面的一部分接合。 
进一步而言，在图4B所示的石墨复合体中，在石墨层2C、2D间夹入并埋设有石墨片1C。也可以采用这种结构。 
另外，在图4C所示的石墨复合体中，在石墨片1D、1E间夹入有石墨层2E。当这样地在石墨复合体的上下主面5D设置石墨片1D、1E时，石墨层2E不会在两面的主面5D露出。因此，当用于电子设备时能够由石墨层2E剥离石墨粉从而防止在电子设备中产生电气不良状况，因此为优选方案。 
需要说明的是，石墨复合体也可以由树脂膜或金属膜被覆，从而能够例如保护石墨复合体并且便于处理。 
接着，说明石墨复合体的制造方法。需要说明的是，在以下的说明中，以由图1所示的石墨片1(8)与石墨层2的各自一层构成的片状的石墨复合体为对象，说明使用设有凹部4的石墨片8的情况。 
首先，参照图5说明石墨片8的制作方法。图5是表示本发明的实施方式的热分解石墨片的轧制步骤的简图。 
使具有一定厚度的原料的高分子膜在真空、氩·氮等非活性气体的气氛下以1℃/min～20℃/min的上升速度从室温升温。然后在温度2500℃～3100℃烧成并石墨化。通过进行这种高温热处理生产烧成后的轧制前的热分解石墨片(以下称石墨片)7。在石墨片7，在石墨粒子的层状部分的层间产生有间隙，在石墨片7的表面产生石墨粒子的层状部分鼓起的部位。 
然后，轧制石墨片7。如图5所示，在轧制步骤，石墨片7夹入设于移动方向的前方的控制辊21。并且进一步被插入到设于后方的轧制辊22间而被轧制。这样形成轧制后的热分解石墨片(以下称石墨片)8。 
控制辊21控制石墨片7的移动速度，使轧制辊22比基于控制辊21的移动速度更快地旋转。利用这种设定轧制石墨片7。由此，石墨片7与轧制辊22的摩擦增大而石墨片7的表面鼓起的部分折叠。因此，能够以良好的效率在石墨片8的表面形成具有突起6的凹部4。 
需要说明的是，优选将轧制分多次进行以逐渐减薄石墨片7的厚度。由此，能够加快轧制辊22的旋转并容易形成具有突起6的凹部4。在将含有聚酰亚胺的高分子膜烧成而形成石墨片8的情况下，轧制后的石墨片8的凹部4的平均深度为1～4μm。 
另外，石墨片8的轧制的压缩率优选为20％以上、80％以下，更优选为45％以上、80％以下。通过以这种压缩率进行轧制，能够利用所形成的凹部4提高界面3的接合强度。 
另外，轧制的压缩率为20％以上、80％以下的石墨片8的轧制后的厚度优选为50μm以上、150μm以下。由此，利用通过轧制而形成的凹部4能够提高界面3处的接合强度。 
在此，当将轧制的压缩率设为P(％)、轧制前的石墨片7的厚度设为T1、轧制后的石墨片8的厚度设为T2时，轧制的压缩率P由如下式子表示。 
P＝(T1-T2)/T1×100 
接下来，以使用膨胀石墨的情况为例说明石墨层2的制造方法。首先，将天然石墨粉碎，并在石墨的层间添加浓硫酸和浓硝酸的混合液以进行酸处理。接着在气体燃烧器等高温中进行加热处理。通过这样使天然石墨发泡而调制鳞片状的膨胀石墨粉。随后将该膨胀石墨粉向传输带上供给并堆积，然后利用轧制辊成形为片状以制作石墨成形片。 
石墨成形片的密度优选为0.7g/cm3以上、1.1g/cm3以下。通过使密度成为0.7g/cm3以上，在石墨复合体的制造中使石墨成形片的处理变得容易。另外，通过使密度成为1.1g/cm3以下，能够利用加压步骤的加压增大石墨成形片的压缩。因此，能够提高石墨片1与石墨层2的接合强度。 
由以如上方式制作的石墨片1与石墨成形片制作石墨复合体。图6是表示本发明的实施方式的石墨复合体的加压步骤的简图。 
首先，将切断成规定的形状的石墨片8与石墨成形片10的主面相接 重叠。然后，在冲压模具的刚体板24夹入它们并沿垂直方向对主面5加压。通过该加压，石墨成形片10的石墨粉发生变形并填充于石墨片8的表面的凹部4，从而石墨片8与石墨成形片10被压接。其结果是，形成片状的石墨复合体。需要说明的是，在加压步骤也可以实施辊加压。 
加压步骤的加压优选实施30MPa以上、150MPa以下的压力，更加优选为50MPa以上、100MPa以下。通过在该压力范围内进行加压，能够确保石墨片8与构成石墨层2的石墨成形片10的接合强度而形成为片形状。 
当压力小于30MPa时，在使用时的高温环境、处理中产生石墨片1与石墨层2的剥离。另外，若大于150MPa则在石墨层2产生破碎。 
这样，通过不使用粘合剂等而使石墨片8与石墨成形片10直接相接并加压，能够在石墨片8的表面的凹部4填充石墨成形片10的石墨粉末。其结果是，由于石墨片1与石墨层2致密地重叠，所以能够增大在界面3处的热传导率。其结果是，能够制作导热性高的石墨复合体。 
另外，通过使用轧制后的石墨片8，能够提高界面3的接合强度。由此，能够通过将石墨片8与石墨成形片10多层层叠以增大石墨复合体厚度从而形成导热性高的石墨复合体。另外，能够使石墨复合体的处理容易。 
以下，说明本实施方式的具体例子。 
(例A) 
例A的石墨复合体通过将图1所示石墨片8与构成石墨层2的石墨成形片10各一片地层叠后加压形成。 
将通过芳香族四盐基酸与芳香族二胺的缩聚合而得到的芳香族聚酰亚胺膜在3000℃温度下烧成后轧制制作石墨片8。石墨片8的厚度为70μm，密度为1.10g/cm3，轧制的压缩率为68％，沿主面5的方向的热传导率为905W/mK。 
通过使用将膨胀石墨粉成形后的石墨成形片10而形成石墨层2。石墨层2的密度为1.00g/cm3，沿主面5的方向的热传导率为200W/mK。需要说明的是，石墨成形片10的厚度被设定，以使加压后的石墨复合体成为规定的厚度。 
将上述的石墨片8与石墨成形片10重叠并以80MPa加压，从而形成厚度为300μm的片状的石墨复合体。加压后的石墨层2的厚度被压缩成加 压前的石墨成形片10的厚度的57％，而石墨片8未被压缩。 
(例B) 
例B除了加压时的压力不同以外，均以与例A同样的方式制作。即，石墨片8与例A相同，石墨成形片10的厚度与例A不同。除此之外与例A相同。 
将石墨片8与石墨成形片10重叠并以30MPa压力加压，从而形成厚度为300μm的石墨复合体。加压后的石墨层2的厚度被压缩成加压前的石墨成形片10的厚度的59％，而石墨片8未被压缩。 
(例C、例D) 
例C、例D与例A相比，除了石墨片8不同以外，均以与例A相同的方式制作。通过将芳香族聚酰亚胺膜在3000℃温度下烧成后，轧制制作例C、例D的石墨片8。 
例C的石墨片8的厚度为100μm，密度为0.85g/cm3，轧制的压缩率为23％，沿主面5的方向的热传导率为700W/mK。另外，例D的石墨片8的厚度为50μm，密度为1.54g/cm3，轧制时的压缩率为77％，沿主面5的方向的热传导率为1260W/mK。 
在例C、例D中使用的石墨成形片10除了厚度不同外均与例A相同。通过将上述的各石墨片8与石墨成形片10重叠并以80MPa压力加压，从而形成厚度为300μm的石墨复合体。 
在例C中通过加压，加压后的石墨层2的厚度被压缩成加压前的石墨成形片10的厚度的57％，石墨片8被压缩成加压前的75％。另外，在例D中通过加压，加压后的石墨层2的厚度被压缩成加压前的石墨成形片10的厚度的57％，而石墨片8未被压缩。 
(例X) 
例X仅为在例A使用的石墨片8，厚度为70μm，密度为1.10g/cm3，沿主面的方向的热传导率为905W/mK。 
(例Y) 
例Y为将膨胀石墨粉成形后的石墨成形片，其将密度为1.00g/cm3的石墨成形片进一步以80MPa压力加压制作。例Y的石墨成形片的厚度为300μm，密度为1.75g/cm3，沿主面的方向的热传导率为350W/mK。 
接下来，测定例A～例D的石墨复合体的石墨片8与石墨层2的接合强度。图7是表示石墨复合体的接合强度的测定方法的简图。在接合强度的测定方法中，主面5使用宽度20mm×长度20mm的石墨复合体。然后，将石墨片8与固定板26A、石墨层2与固定板26B分别通过双面粘合带粘结。在该石墨复合体的主面5垂直地以1.0cm/分钟的速度拉伸固定板26A、26B。此时，将石墨片8与石墨层2剥离的抗拉强度由张力计27测定。该抗拉强度作为接合强度。测定结果如表1所示。 
另外，例A～例D以及例X、例Y的片的主面的长度方向的热传导率与导热性如表1所示。石墨复合体的热传导率是外表的热传导率。表1的结果示出了片的主面为宽度50mm、长度为100mm的情况。 
表1 
Figure BPA00001259652000101
如表1所示，例A～例D的热传导率分别为480W/mK、475W/mK、485W/mK、500W/mK，它们基本为同等。导热性分别为0.072W/℃、0.071W/℃、0.073W/℃、0.075W/℃。与此相对，在例X中为0.032W/℃，在例Y中为0.053W/℃。 
例A～例D的热传导率比例X的热传导率小，但是片厚度比例X大，因此导热性明显增大。另外，例A～例D的片厚度虽与例Y相同，但是由于比例Y的热传导率高，所以导热性明显提高。这样，对于将轧制后的石 墨片8与石墨成形片10重叠加压而接合的石墨复合体而言，能够提高导热性。 
另外，例A～例D的接合强度分别为0.14MPa、0.07MPa、0.10MPa、0.16MPa。虽然当接合强度小于0.01MPa时石墨复合体的处理的难度增加，但是例A～例D在处理上不存在问题。另外，当根据例A与例B的结果可知，当使用厚度相同的石墨片8时通过提高加压时的压力能够提高接合强度。另外，根据例A和例C、例D的结果可知，轧制的压缩率大的一方能够增大接合强度。 
(例E) 
例E的石墨复合体除了热分解石墨片不同以外均以与例A相同的方式制作。在例E中使用例A中使用的石墨片烧成后、轧制前的石墨片7。 
将石墨片7与和例A同样的石墨成形片10重叠并以与例A相同的80MPa压力加压，从而形成片状的石墨复合体。在该石墨复合体中，石墨片7与石墨层2的接合强度为0.06MPa。这样，例A的接合强度比例E大。通过使用这样轧制的石墨片8可知能够明显提高接合强度。然而，由于例E的接合强度为0.01MPa以上，所以在实际使用上没有大问题。 
(产业上的利用可能性) 
本发明的石墨复合体的导热性大。另外，利用本发明的石墨复合体的制造方法，能够制作导热性高的石墨复合体。并且，由于能够极力抑制因高温环境下的热分解石墨片与石墨层的热膨胀的差而导致的剥离，所以对于电子设备是有用的。尤其能够使向电子设备安装时的处理变得容易。 

Claims (6)

1.一种石墨复合体，其具备：
将高分子膜烧成而生成的热分解石墨片；
作为主成分含有石墨粉且不使用粘合剂地直接与所述热分解石墨片接合的石墨层，
在所述热分解石墨片的与所述石墨层接合的接合面上设有凹部，所述石墨粉填充于所述凹部。
2.如权利要求1所述的石墨复合体，其中，
所述热分解石墨片的所述凹部通过将所述高分子膜烧成后对所述热分解石墨片进行轧制而形成。
3.一种石墨复合体的制造方法，其包括：
重叠步骤，使将高分子膜烧成而生成的热分解石墨片与使用石墨粉作为主成分而成形的石墨成形片相接重叠；
接合步骤，对重叠的所述热分解石墨片与所述石墨成形片加压而使所述热分解石墨片与所述石墨成形片不使用粘合剂地接合，
在所述热分解石墨片的与所述石墨成形片接合的接合面上设有凹部，所述石墨粉填充于所述凹部。
4.如权利要求3所述的石墨复合体的制造方法，其中，
加压时的压力为30MPa以上、150MPa以下。
5.如权利要求3所述的石墨复合体的制造方法，其中，
在与所述石墨成形片重叠前还包括对所述热分解石墨片进行轧制的步骤。
6.如权利要求5所述的石墨复合体的制造方法，其中，
轧制的所述热分解石墨片的压缩率为20％以上、80％以下。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010002000A1 (de) * 2010-02-16 2011-09-08 Sgl Carbon Se Wärmeableiter und elektrischer Energiespeicher
KR101680761B1 (ko) 2010-09-17 2016-11-30 삼성전자주식회사 그래핀-폴리머 층상 복합체 및 그의 제조방법
CN203415567U (zh) 2010-09-21 2014-01-29 格拉弗技术国际控股有限公司 复合散热器
EP2816010B1 (en) 2012-02-14 2021-06-30 Sekisui Chemical Co., Ltd. Method for producing flake graphite, and flake graphite
JP5978457B2 (ja) 2012-03-19 2016-08-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱伝導体
JP5887494B2 (ja) * 2012-03-22 2016-03-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 グラファイトシートの製造方法
TW201410601A (zh) 2012-09-06 2014-03-16 綠晶能源股份有限公司 軟性石墨紙及其製造方法及其增厚結構
CN104302155B (zh) * 2012-12-28 2018-09-18 江苏斯迪克新材料科技股份有限公司 用于胶带的石墨散热片
CN103450857A (zh) * 2013-09-05 2013-12-18 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种导热率可控的复合石墨导热膜材料及其制备工艺
MX2016004690A (es) * 2013-10-18 2016-11-29 Griset Soporte para componentes electronicos de potencia, modulo de potencia provistos con tal soporte y metodo de produccion correspondiente.
PL3066047T3 (pl) 2013-11-05 2021-05-17 Neograf Solutions, Llc Wyrób z grafitu
TWI473838B (zh) 2013-11-13 2015-02-21 財團法人工業技術研究院 聚醯胺酸、聚亞醯胺、及石墨片的製作方法
FR3023059B1 (fr) 2014-06-25 2018-01-05 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Circuit integre comportant un dissipateur de chaleur
KR102258442B1 (ko) * 2014-08-05 2021-05-31 엘지전자 주식회사 그래핀 시트의 제조 방법 및 그 그래핀 시트
US10444515B2 (en) 2015-01-20 2019-10-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Convective optical mount structure
US10108017B2 (en) 2015-01-20 2018-10-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Carbon nanoparticle infused optical mount
US9791704B2 (en) 2015-01-20 2017-10-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Bonded multi-layer graphite heat pipe
US10028418B2 (en) 2015-01-20 2018-07-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Metal encased graphite layer heat pipe
JPWO2016133214A1 (ja) * 2015-02-20 2018-01-18 株式会社カネカ グラファイトフィルム、積層フィルムおよびそれらの製造方法、並びに電極用材料
JP6454587B2 (ja) * 2015-03-31 2019-01-16 リンテック株式会社 グラファイトシート積層体の製造方法、グラファイトシート積層体の個片化物の製造方法、グラファイトシート積層体の個片化物封止粘着シートの製造方法およびグラファイトシート積層体封止粘着シートの個片化物の製造方法
WO2017044712A1 (en) 2015-09-11 2017-03-16 Laird Technologies, Inc. Devices for absorbing energy from electronic components
CN106430176B (zh) * 2016-08-31 2018-10-26 无锡东恒新能源科技有限公司 一种石墨材料薄厚度铺压成型装置
CN107846810A (zh) * 2016-09-18 2018-03-27 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 散热结构及其制作方法及电子设备
JP2018074873A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 株式会社デンソー 熱電発電熱交換器
JP6992286B2 (ja) * 2017-06-20 2022-01-13 コニカミノルタ株式会社 定着装置および画像形成装置
KR102094925B1 (ko) * 2018-05-03 2020-03-30 에스케이씨 주식회사 전자파 차폐능 및 열전도도가 우수한 다층 그라파이트 시트 및 이의 제조방법
US20220059431A1 (en) * 2019-02-08 2022-02-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Heat conducting sheet and electronic device using same
CN110920126B (zh) * 2019-11-18 2020-08-28 苏州鸿凌达电子科技有限公司 一种用于石墨烯纤维取向排列的导热片制备的装置
US20240172400A1 (en) * 2022-11-18 2024-05-23 Raytheon Company Weaved pyrolytic graphite sheets for heat spreading

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109844A (zh) * 1993-11-01 1995-10-11 大阪瓦斯株式会社 多孔含碳材料及其制造方法
CN1754244A (zh) * 2003-06-02 2006-03-29 松下电器产业株式会社 电子发射材料及其制造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0651452A1 (en) * 1993-11-01 1995-05-03 Osaka Gas Co., Ltd. Porous carbonaceous material and a method for producing the same
JP3991481B2 (ja) 1997-12-18 2007-10-17 松下電器産業株式会社 多層グラファイトシートの作製方法
JP2000169126A (ja) * 1998-12-10 2000-06-20 Showa Denko Kk グラファイトシート、その導電性複合シート及びそれらの製造方法
JP2001144237A (ja) 1999-11-18 2001-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd グラファイトシート積層熱伝導体
JP3934405B2 (ja) * 2001-01-18 2007-06-20 大成ラミネーター株式会社 グラファイトシートおよびグラファイトシートを用いた放熱装置
US20020180094A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Gough Jeffrey John Hydrophobic fuel cell component
JP3480459B2 (ja) * 2001-09-19 2003-12-22 松下電器産業株式会社 グラファイトシート
US20050150649A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Japan Matex Kabushiki Kaisha (Japan Corporation) Heat release sheet and heat sink
JP2005229100A (ja) 2004-01-13 2005-08-25 Japan Matekkusu Kk 放熱シート及びヒートシンク
US7108917B2 (en) * 2004-01-28 2006-09-19 Advanced Energy Technology Inc. Variably impregnated flexible graphite material and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109844A (zh) * 1993-11-01 1995-10-11 大阪瓦斯株式会社 多孔含碳材料及其制造方法
CN1754244A (zh) * 2003-06-02 2006-03-29 松下电器产业株式会社 电子发射材料及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102046528A (zh) 2011-05-04
US8673446B2 (en) 2014-03-18
KR20100135945A (ko) 2010-12-27
KR101244587B1 (ko) 2013-03-25
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JP2010013340A (ja) 2010-01-21

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