JP2010159176A - Method of manufacturing heat dissipating sheet - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a heat dissipating sheet effectively improving heat conductivity. <P>SOLUTION: A polyimide sheet 11 is prepared. An intermediate is formed by preliminarily calcinating the polyimide sheet 11 in an atmosphere containing a gallium gas. The intermediate is calcinated at a temperature higher than that in a process for forming the intermediate. In the process for forming the intermediate, preliminary calcination is preferably carried out at a temperature not lower than 1,000°C and lower than 2,000°C, and in the process for calcinating the intermediate, calcination is preferably carried out at a temperature not lower than 2,000°C and not higher than 3,000°C. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、放熱シートの製造方法に関し、より特定的には熱伝導率の高い放熱シートに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a heat dissipation sheet, and more particularly to a heat dissipation sheet having a high thermal conductivity.

パーソナルコンピュータやモバイル電子機器の高機能化に伴い、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置または中央演算処理装置)等の発熱源の発熱量が飛躍的に増大しており、放熱デバイスの高性能化が求められている。代表的な放熱手法は、熱の輸送能力の高いCu(銅)製のヒートパイプと発熱源との間に放熱シートや接着剤を介在させて放熱する方法である。近年では、重いヒートパイプの代わりに、グラファイトシートのような面内方向に極めて高い熱伝導率を持つ、薄型・軽量の熱輸送シートを用いることが多くなっている。グラファイトシートは、面と垂直方向にグラファイトのc軸が並んだ放熱シートである。このため、グラファイトシートをヒートパイプの代わりに使うことができる。   As personal computers and mobile electronic devices become more sophisticated, the amount of heat generated by heat sources such as CPUs (Central Processing Units) has increased dramatically, improving the performance of heat dissipation devices. Is required. A typical heat dissipation method is a method of dissipating heat by interposing a heat dissipation sheet or an adhesive between a heat pipe made of Cu (copper) having a high heat transport capability and a heat generation source. In recent years, instead of a heavy heat pipe, a thin and lightweight heat transport sheet having an extremely high thermal conductivity in the in-plane direction such as a graphite sheet is often used. The graphite sheet is a heat dissipation sheet in which graphite c-axes are arranged in a direction perpendicular to the surface. For this reason, a graphite sheet can be used instead of a heat pipe.

このようなグラファイトシートの製造方法は、たとえば特開平7−109171号公報(特許文献1)などに開示されている。この特許文献1には、ポリピロメリットイミドを1000℃で予備熱処理し、さらに2900℃〜3000℃で熱処理することによりグラファイトシートを製造する方法が開示されている。   Such a method for producing a graphite sheet is disclosed, for example, in JP-A-7-109171 (Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a method for producing a graphite sheet by pre-treating polypyromellitimide at 1000 ° C. and further heat-treating at 2900 ° C. to 3000 ° C.

特開平7−109171号公報JP-A-7-109171

2900℃〜3000℃の熱処理を施した上記特許文献1のグラファイトシートは、750(W/m・K)〜800(W/m・K)の熱伝導率を有することが開示されている。上記特許文献1では、熱処理を高温で施してているにも関わらず、グラファイトシートの熱伝導率が十分に向上していないことを本発明者は初めて明らかにした。   It is disclosed that the graphite sheet of Patent Document 1 subjected to heat treatment at 2900 ° C. to 3000 ° C. has a thermal conductivity of 750 (W / m · K) to 800 (W / m · K). In the said patent document 1, although this heat processing was performed at high temperature, this inventor revealed for the first time that the thermal conductivity of a graphite sheet has not fully improved.

また、上記特許文献1では、上記範囲の熱伝導率を有するグラファイトシートを製造するために要する熱処理の温度が高いため、エネルギー投入量が大きくなることを本発明者は初めて明らかにした。この場合、グラファイトシートを製造するために要するコストが高くなる。   Moreover, in the said patent document 1, since the temperature of the heat processing required in order to manufacture the graphite sheet which has the heat conductivity of the said range is high, this inventor revealed for the first time that energy input amount becomes large. In this case, the cost required for producing the graphite sheet increases.

それゆえ本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、効率的に熱伝導率を向上する放熱シートを製造する方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a method of manufacturing a heat dissipation sheet that efficiently improves thermal conductivity.

本発明者は、効率的に熱伝導率を向上する放熱シートを製造する方法を鋭意研究した結果、中間工程で生成される主として炭素からなる前駆体(中間体)の作製をガリウム(Ga)ガスを含むガス中で行なうことにより、従来技術と比べて配向性の高いグラファイトシートを作製できることを見出した。   As a result of intensive research on a method for manufacturing a heat dissipation sheet that efficiently improves thermal conductivity, the present inventor has made gallium (Ga) gas to produce a precursor (intermediate) mainly made of carbon produced in an intermediate process. It has been found that a graphite sheet having higher orientation than that of the prior art can be produced by carrying out in a gas containing.

そこで、本発明の放熱シートの製造方法は、以下の工程を備えている。ポリイミドシートを準備する。ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成することにより、中間体を形成する。中間体を形成する工程での温度よりも高い温度で、中間体を焼成する。   Then, the manufacturing method of the thermal radiation sheet | seat of this invention is equipped with the following processes. Prepare a polyimide sheet. The intermediate is formed by pre-baking the polyimide sheet in an atmosphere containing Ga gas. The intermediate is fired at a temperature higher than the temperature in the step of forming the intermediate.

本発明の放熱シートの製造方法によれば、ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成しているので、ポリイミドシートをGa蒸気(Gaガス)に接触させることができる。本発明者は、中間体の作製時にGaガスと接触させることにより、ポリイミドシートの炭素六員環の配向が促進されることを見出した。このため、配向性を向上した中間体を形成することができる。したがって、配向性を向上した中間体を焼成すると、配向性をさらに向上した放熱シートを製造することができる。配向性を向上できると、熱伝導率を向上できる。以上より、従来技術と同程度の温度で焼成する場合には、放熱シートの熱伝導率を向上することができる。また、従来技術と同程度の熱伝導率を有する放熱シートを製造する場合には、焼成の温度を低下することができる。よって、効率的に熱伝導率を向上する放熱シートを製造することができる。   According to the method for manufacturing a heat dissipation sheet of the present invention, since the polyimide sheet is pre-fired in an atmosphere containing Ga gas, the polyimide sheet can be brought into contact with Ga vapor (Ga gas). The present inventor has found that the orientation of the carbon six-membered ring of the polyimide sheet is promoted by bringing it into contact with Ga gas during the production of the intermediate. For this reason, the intermediate body which improved the orientation can be formed. Therefore, when the intermediate with improved orientation is baked, a heat dissipation sheet with further improved orientation can be produced. If the orientation can be improved, the thermal conductivity can be improved. As mentioned above, when baking at the temperature comparable as a prior art, the heat conductivity of a thermal radiation sheet can be improved. Moreover, when manufacturing the thermal radiation sheet | seat which has a thermal conductivity comparable as a prior art, the temperature of baking can be lowered | hung. Therefore, the heat-radiation sheet which improves a thermal conductivity efficiently can be manufactured.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記中間体を形成する工程では、1000℃以上2000℃未満の温度で予備焼成し、上記中間体を焼成する工程では、2000℃以上3000℃以下の温度で焼成する。   Preferably, in the method of manufacturing the heat dissipation sheet, in the step of forming the intermediate, preliminary baking is performed at a temperature of 1000 ° C. or higher and lower than 2000 ° C., and in the step of baking the intermediate, the temperature is 2000 ° C. or higher and 3000 ° C. or lower. Bake.

これにより、中間体の配向性をより向上できるので、放熱シートの配向性をより向上することができる。このため、より効率的に熱伝導率を向上する放熱シートを製造することができる。   Thereby, since the orientation of an intermediate body can be improved more, the orientation of a thermal radiation sheet can be improved more. For this reason, the thermal radiation sheet which improves thermal conductivity more efficiently can be manufactured.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記中間体を形成する工程では、硼素(B)元素および窒素(N)元素を含むガスを導入することにより、B元素とN元素とを含む中間体を形成する。   Preferably, in the method of manufacturing the heat dissipation sheet, in the step of forming the intermediate, an intermediate containing B element and N element is introduced by introducing a gas containing boron (B) element and nitrogen (N) element. Form.

BおよびNを含むガスを導入することにより、BとNとを反応させることができる。このため、グラファイトシートと同様の構造を有し、かつ絶縁体のBN(窒化硼素)シートを容易に作製することができる。   By introducing a gas containing B and N, B and N can be reacted. Therefore, a BN (boron nitride) sheet having a structure similar to that of a graphite sheet and an insulator can be easily manufactured.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記中間体を形成する工程では、0.05MPa以下の圧力で予備焼成する。   Preferably in the manufacturing method of the said heat radiating sheet, in the process of forming the said intermediate body, it pre-bakes with the pressure of 0.05 Mpa or less.

これにより、中間体の内部まで均一にGaガスと接触させることができる。このため、中間体の内部のグラファイト化を促進することができるので、中間体の配向性を向上することができる。したがって、伝導率をより向上した放熱シートを製造することができる。   Thereby, even the inside of an intermediate body can be made to contact with Ga gas uniformly. For this reason, since graphitization inside the intermediate can be promoted, the orientation of the intermediate can be improved. Therefore, it is possible to manufacture a heat radiating sheet with improved conductivity.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記中間体を焼成する工程後に、圧延処理を行なう工程をさらに備えている。   Preferably, the method for manufacturing a heat dissipation sheet further includes a step of performing a rolling process after the step of firing the intermediate.

これにより、放熱シートの配向をさらに進行させることができるので、熱伝導率をより高くした放熱シートを製造することができる。   Thereby, since the orientation of a heat radiating sheet can be further advanced, the heat radiating sheet having higher thermal conductivity can be manufactured.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記ポリイミドシートを準備する工程では、芳香族ポリイミドシートを準備する。   Preferably, in the method for manufacturing the heat dissipation sheet, an aromatic polyimide sheet is prepared in the step of preparing the polyimide sheet.

芳香族ポリイミドシートは芳香族六員環のシート面内での配向性が高いため、Gaガスと接触したときに配向しやすい性質を有している。このため、配向性をより向上することで熱伝導率をより向上した放熱シートを製造することができる。   Since the aromatic polyimide sheet has a high orientation in the sheet plane of the aromatic six-membered ring, it has a property of being easily oriented when contacted with Ga gas. For this reason, the thermal radiation sheet which improved thermal conductivity more by improving orientation can be manufactured.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記ポリイミドシートを準備する工程では、5μm以上100μm以下の厚みを有するポリイミドシートを準備する。   Preferably, in the method for manufacturing the heat dissipation sheet, in the step of preparing the polyimide sheet, a polyimide sheet having a thickness of 5 μm to 100 μm is prepared.

5μm以上の場合、取り扱いが容易である。100μm以下の場合、炭素六員環の配向性が非常に高いので、放熱シートの熱伝導率をより向上することができる。   When the thickness is 5 μm or more, handling is easy. In the case of 100 μm or less, since the orientation of the carbon six-membered ring is very high, the thermal conductivity of the heat dissipation sheet can be further improved.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記ポリイミドシートを準備する工程は、複数枚のポリイミドシートを準備する工程と、複数枚のポリイミドシートを加圧することにより一体化する工程とを含んでいる。   Preferably, in the method for manufacturing a heat dissipation sheet, the step of preparing the polyimide sheet includes a step of preparing a plurality of polyimide sheets and a step of integrating the plurality of polyimide sheets by applying pressure.

複数枚のポリイミドシートを一体化した後、中間体を形成する工程および中間体を焼成する工程を実施すると、配向性を向上することで熱伝導率を向上し、かつ組織の緻密な放熱シートを製造することができる。   After integrating a plurality of polyimide sheets, the step of forming the intermediate and the step of firing the intermediate improve the thermal conductivity by improving the orientation, and the heat dissipation sheet with a dense structure Can be manufactured.

上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記ポリイミドシートを準備する工程では、0.01μm以上5μmの平均細孔径を有するポリイミドシートを準備する。上記放熱シートの製造方法において好ましくは、上記ポリイミドシートを準備する工程では、0.1μm以上2μm以下の平均細孔径を有するポリイミドシートを準備する。   Preferably, in the method for manufacturing a heat dissipation sheet, in the step of preparing the polyimide sheet, a polyimide sheet having an average pore diameter of 0.01 μm or more and 5 μm is prepared. Preferably, in the method for producing the heat dissipation sheet, in the step of preparing the polyimide sheet, a polyimide sheet having an average pore diameter of 0.1 μm or more and 2 μm or less is prepared.

0.01μm以上の場合、Gaガスなどのガスの内部への拡散が容易に起こる。このため、配向性をより向上することにより熱伝導率をより向上した放熱シートを製造することができる。一方、5μm以下の場合、組織の緻密な放熱シートを製造することができる。2μm以下の場合、組織のより緻密な放熱シートを製造することができる。   When the thickness is 0.01 μm or more, diffusion of gas such as Ga gas easily occurs. For this reason, the heat-radiation sheet which improved thermal conductivity more by improving orientation can be manufactured. On the other hand, in the case of 5 μm or less, a dense heat dissipation sheet can be produced. In the case of 2 μm or less, it is possible to produce a heat dissipation sheet with a denser structure.

本発明の放熱シートの製造方法によれば、ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成しているので、中間体の配向性を向上できる。したがって、効率的に熱伝導率を向上する放熱シートを製造することができる。   According to the method for manufacturing a heat dissipation sheet of the present invention, since the polyimide sheet is pre-fired in an atmosphere containing Ga gas, the orientation of the intermediate can be improved. Therefore, it is possible to manufacture a heat dissipation sheet that efficiently improves thermal conductivity.

本発明の実施の形態における放熱シートを概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the heat dissipation sheet in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における放熱シートの製造装置を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the manufacturing apparatus of the thermal radiation sheet in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における放熱シートの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the thermal radiation sheet in embodiment of this invention.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図1は、本発明の一実施の形態における放熱シートを概略的に示す断面図である。図1を参照して、本実施の形態における放熱シート10を説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a heat dissipation sheet according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the thermal radiation sheet | seat 10 in this Embodiment is demonstrated.

放熱シート10は、たとえば、グラファイトシートまたはBNシートである。放熱シート10がグラファイトシートの場合、たとえば1354(W/mK)以上1580(W/mK)以下の面内方向の熱伝導率を有している。また、放熱シート10がBNシートの場合、たとえば611(W/mK)以上652(W/mK)以下の熱伝導率を有している。また、放熱シート10は、1枚のシートであってもよく、複数枚のシートが積層されていてもよい。   The heat dissipation sheet 10 is, for example, a graphite sheet or a BN sheet. When the heat dissipation sheet 10 is a graphite sheet, for example, it has a thermal conductivity in the in-plane direction of 1354 (W / mK) to 1580 (W / mK). Moreover, when the thermal radiation sheet | seat 10 is a BN sheet | seat, it has the heat conductivity of 611 (W / mK) or more and 652 (W / mK) or less, for example. Moreover, the heat dissipation sheet 10 may be a single sheet, or a plurality of sheets may be laminated.

続いて、図2および図3を参照して、本実施の形態における放熱シートの製造方法について説明する。図2は、本実施の形態における放熱シートの製造装置を概略的に示す断面図である。図3は、本実施の形態における放熱シートの製造方法を示すフローチャートである。   Then, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the manufacturing method of the thermal radiation sheet in this Embodiment is demonstrated. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an apparatus for manufacturing a heat dissipation sheet in the present embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a heat dissipation sheet in the present embodiment.

ここで、図2を参照して、本実施の形態における放熱シートの製造装置100について説明する。   Here, with reference to FIG. 2, the manufacturing apparatus 100 of the thermal radiation sheet in this Embodiment is demonstrated.

図2に示すように、製造装置100は、チャンバ101と、炭素板102と、坩堝103、104と、ヒータ105とを主に備えている。チャンバ101の内部に、2列の炭素板102が積層されており、炭素板102により空間を3つに分けている。炭素板102には空隙が形成されている。上方の炭素板102上にはポリイミドシート11が配置される。下方の炭素板102下には、内部に液体Gaが充填された坩堝103が配置される。下方の炭素板102上には、内部に粉末B23が充填された坩堝104が配置される。ヒータ105は、チャンバ101の外部に配置され、チャンバ101の内部を加熱する。 As shown in FIG. 2, the manufacturing apparatus 100 mainly includes a chamber 101, a carbon plate 102, crucibles 103 and 104, and a heater 105. Two rows of carbon plates 102 are stacked inside the chamber 101, and the carbon plate 102 divides the space into three. A gap is formed in the carbon plate 102. A polyimide sheet 11 is disposed on the upper carbon plate 102. Below the lower carbon plate 102, a crucible 103 filled with liquid Ga is disposed. On the lower carbon plate 102, a crucible 104 filled with powder B 2 O 3 is disposed. The heater 105 is disposed outside the chamber 101 and heats the inside of the chamber 101.

なお、製造装置100は、上記以外の様々な要素を含んでいてもよいが、説明の便宜上、これらの要素の図示および説明は省略する。   The manufacturing apparatus 100 may include various elements other than those described above, but illustration and description of these elements are omitted for convenience of description.

まず、図2および図3に示すように、ポリイミドシートを準備する(ステップS1)。本実施の形態では、準備したポリイミドシート11を上方の炭素板102上に配置する。   First, as shown in FIGS. 2 and 3, a polyimide sheet is prepared (step S1). In the present embodiment, the prepared polyimide sheet 11 is disposed on the upper carbon plate 102.

ステップS1において準備されるポリイミドシートは特に限定されないが、芳香族六員環のシート面内での配向性が高い観点から、芳香族ポリイミドシートを準備することが好ましい。このような芳香族ポリイミドとして、たとえばDupont製の商品名Kapton(R)や、三菱化成製のNovax、東邦レーヨン製等のPPT、宇部興産製のUpilex等のポリイミドでもかまわない。Gaガスと接触した時に配向しやすい観点から、Kapton(R)を用いることが好ましい。   Although the polyimide sheet prepared in step S1 is not particularly limited, it is preferable to prepare an aromatic polyimide sheet from the viewpoint of high orientation in the sheet plane of the aromatic six-membered ring. As such an aromatic polyimide, for example, a product name Kapton (R) manufactured by Dupont, Novax manufactured by Mitsubishi Kasei, PPT manufactured by Toho Rayon, etc., polyimide such as Upilex manufactured by Ube Industries may be used. From the viewpoint of easy orientation when in contact with Ga gas, Kapton (R) is preferably used.

ステップS1では、5μm以上100μm以下の厚みを有するポリイミドシートを準備することが好ましく、25μm以上100μm以下のポリイミドシートを準備することがより好ましい。ポリイミドシートの厚さが小さい程、炭素六員環の配向性が高くなるため、放熱シートの熱伝導率が高くなる。また、後述の予備焼成するステップS2において、ポリイミドシートの厚さが小さい程、ポリイミドシートの内部までGaガスを均一に接触させやすいため、放熱シートの熱伝導率が高くなる。このような厚みとして100μm以下の場合、放熱シートの熱伝導率が顕著に高くなる。一方、5μm以上の場合、取り扱いが容易である。25μm以上の場合、取り扱いがより容易である。   In step S1, it is preferable to prepare a polyimide sheet having a thickness of 5 μm to 100 μm, and it is more preferable to prepare a polyimide sheet of 25 μm to 100 μm. The smaller the thickness of the polyimide sheet, the higher the orientation of the carbon six-membered ring, and the higher the thermal conductivity of the heat dissipation sheet. In addition, in Step S2 for pre-baking, which will be described later, the smaller the thickness of the polyimide sheet, the easier it is to make the Ga gas evenly contact the inside of the polyimide sheet, so the thermal conductivity of the heat dissipation sheet increases. When the thickness is 100 μm or less, the thermal conductivity of the heat dissipation sheet is significantly increased. On the other hand, when the thickness is 5 μm or more, handling is easy. In the case of 25 μm or more, handling is easier.

ステップS1では、ポリイミドシートとして多孔質ポリイミドを用いることが好ましい。多孔質ポリイミドシートを用いることにより、シートの厚さに関わらず、後述の予備焼成するステップS2で内部まで均一にGaガスを接触させることができる。このため、厚みの大きなポリイミドシートを準備した場合でも、配向性を高めることができる。   In step S1, it is preferable to use porous polyimide as the polyimide sheet. By using the porous polyimide sheet, regardless of the thickness of the sheet, Ga gas can be uniformly contacted to the inside in the pre-baking step S2 described later. For this reason, even when a thick polyimide sheet is prepared, the orientation can be enhanced.

ステップS1では、好ましくは0.01μm以上5μm、より好ましくは0.1μm以上2μm以下の平均細孔径を有するポリイミドシートを準備する。0.01μm以上の場合、Gaガスなどのガスがポリイミドシートの内部へ容易に拡散する。このため、中間体および放熱シートの配向性をより向上することができる。一方、5μm以下の場合、組織の緻密な放熱シートを製造することができる。2μm以下の場合、組織のより緻密な放熱シートを製造することができる。   In step S1, a polyimide sheet having an average pore diameter of preferably 0.01 μm to 5 μm, more preferably 0.1 μm to 2 μm is prepared. In the case of 0.01 μm or more, a gas such as Ga gas easily diffuses into the polyimide sheet. For this reason, the orientation of an intermediate body and a heat-radiation sheet can be improved more. On the other hand, in the case of 5 μm or less, a dense heat dissipation sheet can be produced. In the case of 2 μm or less, it is possible to produce a heat dissipation sheet with a denser structure.

なお、上記「平均細孔径」とは、水銀圧入法やガス吸着法等によって測定される値である。   The “average pore diameter” is a value measured by a mercury intrusion method, a gas adsorption method, or the like.

ポリイミドシートの気孔率は特に限定されないが、25%以上55%以下が好ましい。この範囲のポリイミドシートは容易に作製できる。また25%以上の場合、Gaガスなどのガスが内部へ容易に拡散する。55%以下の場合、組織の緻密な放熱シートを製造することができる。   The porosity of the polyimide sheet is not particularly limited, but is preferably 25% or more and 55% or less. A polyimide sheet in this range can be easily produced. If it is 25% or more, a gas such as Ga gas diffuses easily into the interior. In the case of 55% or less, a dense heat dissipation sheet can be produced.

ステップS1では、1枚のポリイミドシートを準備しても、複数枚のポリイミドシートを準備してもよい。複数枚のポリイミドシートを準備する場合には、複数枚のポリイミドシートを加圧することにより一体化することが好ましい。加圧する方法は特に限定されず、一般公知の方法を採用できる。   In step S1, one polyimide sheet or a plurality of polyimide sheets may be prepared. When preparing a plurality of polyimide sheets, it is preferable to integrate the plurality of polyimide sheets by pressurizing them. The method of pressurizing is not particularly limited, and a generally known method can be adopted.

次に、ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成することにより、中間体を形成する(ステップS2)。   Next, an intermediate is formed by pre-baking the polyimide sheet in an atmosphere containing Ga gas (step S2).

図2に示す製造装置100を用いる場合には、液体Ga12を坩堝103の内部に充填する。その後、ヒータ105でチャンバ101の内部を加熱することにより、液体Ga12を蒸発させてGaガスを生成する。蒸発したGaガスは炭素板102の空隙を通ってポリイミドシート11に供給される。このため、Gaガスをポリイミドシート11に接触させながら焼成することができる。これにより、ポリイミドシートが熱分解して、N、O(酸素)、H(水素)が抜けた中間体を生成することができる。中間体は、炭素元素を含み、かつアモルファスである。   When the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 2 is used, the liquid Ga12 is filled into the crucible 103. Thereafter, the interior of the chamber 101 is heated by the heater 105 to evaporate the liquid Ga12 to generate Ga gas. The evaporated Ga gas is supplied to the polyimide sheet 11 through the gap of the carbon plate 102. For this reason, it can be fired while contacting the Ga gas with the polyimide sheet 11. Thereby, the polyimide sheet is thermally decomposed, and an intermediate body from which N, O (oxygen), and H (hydrogen) are removed can be generated. The intermediate includes an elemental carbon and is amorphous.

ステップS2において、予備焼成する温度は1000℃以上2000℃未満が好ましく、1575℃近傍であることがより好ましい。1000℃以上の場合、配向性を高めた中間体を生成することができる。2000℃未満の場合、アモルファスの中間体を容易に生成することができる。1575℃近傍の場合に、配向性をより高めたアモルファスの中間体を容易に生成することができる。   In step S2, the pre-baking temperature is preferably 1000 ° C. or higher and lower than 2000 ° C., and more preferably around 1575 ° C. In the case of 1000 ° C. or higher, an intermediate with improved orientation can be produced. When the temperature is lower than 2000 ° C., an amorphous intermediate can be easily generated. In the case of around 1575 ° C., an amorphous intermediate with higher orientation can be easily generated.

なお、Gaの蒸気圧が1×10-2(Torr)になる時の温度は約1093℃である。このため、図2に示す製造装置100を用いる場合には、チャンバ101内部に液体Ga12を配置した状態で、チャンバ101内をこれ以上の温度に加熱すると、液体Ga12が蒸発することによりGaガスを生成することができる。したがって、温度が高いほどGaの蒸気圧が大きくなるので好ましい。ただし、中間体を生成する観点から、上限はたとえば2000℃未満である。 The temperature when the vapor pressure of Ga becomes 1 × 10 −2 (Torr) is about 1093 ° C. Therefore, when the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 2 is used, when the interior of the chamber 101 is heated to a temperature higher than that with the liquid Ga12 disposed in the chamber 101, the liquid Ga12 evaporates and the Ga gas is generated. Can be generated. Therefore, the higher the temperature, the higher the vapor pressure of Ga, which is preferable. However, from the viewpoint of generating an intermediate, the upper limit is, for example, less than 2000 ° C.

ステップS2において、チャンバ101内を減圧することが好ましく、たとえば0.05MPa以下、より好ましくは0.25MPa以下の圧力で予備焼成をする。チャンバ101内部の液体Ga12を配置した状態で減圧すると、液体Ga12が容易にガス化する。0.05MPa以下の場合、より容易にGaガスを生成することができる。また、0.05MPa以下の場合、Gaガスの生成が促進されるので、ポリイミドシートの内部まで均一に接触させることができる。その結果、中間体の配向性を向上することができる。グラファイトシートを製造する場合には、0.05MPa以下の場合、ポリイミドシートの内部のグラファイト化が進行して配向性が向上し、最終的に熱伝導率が高くなる。0.025MPa以下の場合、中間体の配向性をより向上することができる。上述したように、圧力が小さいほど低い温度で液体Ga12を生成できるので好ましいが、容易に減圧できる観点から下限値はたとえば0.013MPa以上である。   In step S2, the inside of the chamber 101 is preferably decompressed, for example, pre-baked at a pressure of 0.05 MPa or less, more preferably 0.25 MPa or less. When the pressure is reduced in a state where the liquid Ga12 in the chamber 101 is disposed, the liquid Ga12 is easily gasified. In the case of 0.05 MPa or less, Ga gas can be generated more easily. Moreover, since the production | generation of Ga gas is accelerated | stimulated in the case of 0.05 Mpa or less, it can contact uniformly to the inside of a polyimide sheet. As a result, the orientation of the intermediate can be improved. In the case of producing a graphite sheet, when the pressure is 0.05 MPa or less, the graphitization inside the polyimide sheet proceeds to improve the orientation, and finally the thermal conductivity is increased. In the case of 0.025 MPa or less, the orientation of the intermediate can be further improved. As described above, the lower the pressure, the more preferable it is because the liquid Ga12 can be generated at a lower temperature. However, the lower limit is, for example, 0.013 MPa or more from the viewpoint of easily reducing the pressure.

なお、Gaガスを生成するための材料は、Ga元素を含んでいれば液体Gaに特に限定されず、トリメチルガリウム((CH3)3Ga)のような炭化水素系原料を用いてもよい。 The material for generating Ga gas is not particularly limited to liquid Ga as long as it contains a Ga element, and a hydrocarbon-based material such as trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga) may be used.

ステップS2では、たとえばAr(アルゴン)、He(ヘリウム)、N2などの少なくとも1種の不活性ガス中で行なうことができる。 In step S2, it can be performed in at least one inert gas such as Ar (argon), He (helium), N 2 or the like.

放熱シートとしてグラファイトシートを製造する場合には、上記材料を主に用いる。放熱シートとしてBNシートを製造する場合には、Gaガスと共にB元素およびN元素を含むガスを導入することにより、グラファイトシートと同様の構造を持つBNシートを作製することもできる。BNシートの中間体の形成方法としては、B元素とN元素とを含むガスをポリイミドシートと反応させる方法が簡単でよい。反応させる方法として、たとえば、B23などのホウ素酸化物および窒素ガスを高温下で化学反応させる。B23は高温で分解してB23ガス、B22ガス、BO2ガスなどのガスを発生してポリイミドシート表面に到達し、炭素(C)により還元を受けると同時にNと反応してBNを生成する。 When manufacturing a graphite sheet as a heat dissipation sheet, the above materials are mainly used. When a BN sheet is manufactured as a heat dissipation sheet, a BN sheet having a structure similar to that of a graphite sheet can be produced by introducing a gas containing B element and N element together with Ga gas. As a method for forming the intermediate of the BN sheet, a method of reacting a gas containing B element and N element with the polyimide sheet may be simple. As a reaction method, for example, boron oxide such as B 2 O 3 and nitrogen gas are chemically reacted at a high temperature. B 2 O 3 decomposes at a high temperature to generate a gas such as B 2 O 3 gas, B 2 O 2 gas, or BO 2 gas, reaches the surface of the polyimide sheet, undergoes reduction by carbon (C), and N To produce BN.

上記のB源としては、加熱によりホウ素を生成する物質であれば他の物質でもよい。B源として、たとえば、ジボラン(B26)、ホウ酸、メラミンボレート等の有機ホウ酸化合物、ホウ酸と有機物の混合物等の物質の固体、液体、さらにはホウ素、酸素を含む気体などを用いることができる。N源は、窒素を含む中性または還元性のガスであればよく、手軽で、そのまま、または混合、希釈して用いられることから窒素ガス(N2)、アンモニア(NH3)などが好適に用いられる。安価で安全であることからN2ガスが最も好ましい。 The B source may be another substance as long as it is a substance that generates boron by heating. As the B source, for example, organic boric acid compounds such as diborane (B 2 H 6 ), boric acid and melamine borate, solids of substances such as a mixture of boric acid and an organic substance, liquid, gas containing boron and oxygen, etc. Can be used. The N source may be a neutral or reducing gas containing nitrogen, and is easy to use as it is or after being mixed or diluted, and therefore nitrogen gas (N 2 ), ammonia (NH 3 ), etc. are preferable. Used. N 2 gas is most preferred because it is inexpensive and safe.

BNシートを製造する場合には、熱力学的に1200℃以上でBNは生成される。このため、BNシートを製造する場合には、ステップS2において予備焼成する温度は、1200℃以上2000℃未満が好ましく、特に1300℃以上1800℃以下が好ましい。   When a BN sheet is manufactured, BN is generated thermodynamically at 1200 ° C. or higher. For this reason, when manufacturing a BN sheet, the pre-baking temperature in step S2 is preferably 1200 ° C. or higher and lower than 2000 ° C., and particularly preferably 1300 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower.

このステップS2を実施すると、ポリイミドシートをGa蒸気に接触させることができる。これにより、Gaガスが一種の触媒として働いて、ポリイミドシートの炭素六員環の配向が促進される。このため、配向性を向上した中間体を形成することができる。   If this step S2 is implemented, a polyimide sheet can be made to contact Ga vapor | steam. Thereby, Ga gas works as a kind of catalyst, and the orientation of the carbon six-membered ring of the polyimide sheet is promoted. For this reason, the intermediate body which improved the orientation can be formed.

次に、中間体を形成するステップS2での温度よりも高い温度で、中間体を焼成する(ステップS3)。このステップS3は、図2における製造装置100を用いてヒータ105の温度をさらに上昇してもよく、別の高温炉を用いてもよい。   Next, the intermediate is fired at a temperature higher than the temperature in step S2 for forming the intermediate (step S3). In step S3, the temperature of the heater 105 may be further increased using the manufacturing apparatus 100 in FIG. 2, or another high temperature furnace may be used.

このステップS3において中間体を焼成する温度は2000℃以上3000℃以下が好ましく、2500℃以上2700℃以下がより好ましい。2000℃以上の場合、アモルファスの中間体の結晶性を向上し、かつ配向性をさらに高めた放熱シートに製造することができる。2500℃以上の場合、結晶性および配向性をさらに向上した放熱シートを製造することができる。一方、3000℃以下の場合、高温になりすぎないので、容易に製造できる。2700℃以下の場合、エネルギー投入量を低減できるので、コストを低減できる。   In this step S3, the temperature for firing the intermediate is preferably 2000 ° C. or higher and 3000 ° C. or lower, more preferably 2500 ° C. or higher and 2700 ° C. or lower. In the case of 2000 degreeC or more, it can manufacture to the heat-radiation sheet which improved the crystallinity of the amorphous intermediate body and improved the orientation. In the case of 2500 degreeC or more, the heat-radiation sheet which further improved crystallinity and orientation can be manufactured. On the other hand, when it is 3000 ° C. or lower, it does not become too high, and can be easily manufactured. When the temperature is 2700 ° C. or lower, the amount of energy input can be reduced, thereby reducing the cost.

なお、このステップS3では、ステップS2と同様にGa蒸気が含まれていても構わない。ステップS3においては結晶性が向上するが、Ga蒸気と接触することがあっても配向の進行を阻害しないし、場合によっては配向を促進する場合もある。すなわち、ステップS2において配向が十分進行しなかった場合には、ステップS3でGa蒸気と接触させておくと配向の進行が進みやすくなる。   In step S3, Ga vapor may be contained as in step S2. In step S3, the crystallinity is improved, but even if it contacts with Ga vapor, the progress of orientation is not hindered, and in some cases, the orientation may be promoted. That is, in the case where the alignment has not sufficiently progressed in step S2, the progress of the alignment is facilitated if it is brought into contact with Ga vapor in step S3.

なお、ステップS2およびS3において焼成する時間は、焼成する温度などに応じて適宜決定される。   Note that the firing time in steps S2 and S3 is appropriately determined according to the firing temperature and the like.

このステップS3では、ステップS2により配向性が向上した中間体を焼成しているので、配向性を向上した放熱シートを製造することができる。配向性を向上できると、熱伝導率を向上できる。したがって、面方向の熱伝導率を向上した放熱シートを製造することができる。   In this step S3, since the intermediate whose orientation has been improved by step S2 is baked, a heat dissipation sheet with improved orientation can be produced. If the orientation can be improved, the thermal conductivity can be improved. Therefore, the heat-radiation sheet which improved the thermal conductivity of the surface direction can be manufactured.

次に、中間体を焼成するステップS3後に、圧延処理を行なう(ステップS4)。ステップS3後の放熱シートを圧延処理する方法は特に限定されず、たとえば放熱シートをローラに通すなどにより行なう。   Next, after step S3 for firing the intermediate, a rolling process is performed (step S4). The method for rolling the heat radiating sheet after step S3 is not particularly limited. For example, the heat radiating sheet is passed through a roller.

特にステップS1で多孔質ポリイミドを準備する場合、中間体を焼成するステップS3が終了した時点では、グラファイトシート、BNシートなどの放熱シートは多孔質構造であるため、配向性が完全ではない。したがって、圧延処理を行なうステップS4により、配向をより進行させ、高い熱伝導率を得ることができるとともに、組織の緻密化が進行する。なお、このステップS4は省略されてもよい。   In particular, when preparing a porous polyimide in step S1, the heat dissipating sheet such as a graphite sheet and a BN sheet has a porous structure at the time when step S3 for firing the intermediate is completed, and thus the orientation is not perfect. Therefore, in step S4 in which the rolling process is performed, orientation can be further advanced, high thermal conductivity can be obtained, and densification of the structure can proceed. This step S4 may be omitted.

以上のステップS1〜S4を実施することにより、図1に示す放熱シート10を製造することができる。   The heat dissipation sheet 10 shown in FIG. 1 can be manufactured by performing the above steps S1 to S4.

以上説明したように、本実施の形態における放熱シートの製造方法は、ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成している(ステップS2)。これにより、ポリイミドシートをGa蒸気に接触させることができる。本発明者は、中間体の作製時にGaガスと接触させることにより、ポリイミドシートの炭素六員環の配向が促進されることを見出した。このため、ステップS2により、中間体の配向性を向上することができる。したがって、配向性が向上した中間体を焼成すると、配向性を向上した放熱シートを製造することができる。配向するにしたがって、ポリイミドシートの六員環が並ぶ面の熱伝導率が高くなる。   As described above, in the method for manufacturing a heat dissipation sheet in the present embodiment, the polyimide sheet is pre-fired in an atmosphere containing Ga gas (step S2). Thereby, a polyimide sheet can be made to contact Ga vapor | steam. The present inventor has found that the orientation of the carbon six-membered ring of the polyimide sheet is promoted by bringing it into contact with Ga gas during the production of the intermediate. For this reason, the orientation of the intermediate can be improved by step S2. Therefore, when the intermediate with improved orientation is fired, a heat dissipation sheet with improved orientation can be produced. As it is oriented, the thermal conductivity of the surface on which the six-membered rings of the polyimide sheet are arranged increases.

このことから、従来技術と同じ温度で焼成する場合には、放熱シートの熱伝導率を向上することができる。すなわち、ステップS2およびS3の温度が同じ場合には、Gaガスと接触させた本実施の形態の放熱シートは従来の放熱シートよりも配向性(グラファイトシートを製造する場合には、グラファイト化の配向度)が高くなる。また、従来技術と同程度の熱伝導率を有する放熱シートを製造する場合には、焼成する温度を低下することができる。すなわち、同じ配向性(グラファイトシートを製造する場合には、グラファイト化の配向度)の放熱シートを製造する場合には、Gaガスと接触させることでより低温化での製造が可能になる。低温で放熱シートを製造できる場合には、エネルギー投入量を低減でき、特殊構造の炉(装置)が不要になるので、製造コストを低減することができる。よって、効率的に熱伝導率を向上する放熱シート10を製造することができる。   From this, when baking at the same temperature as a prior art, the heat conductivity of a thermal radiation sheet can be improved. That is, when the temperatures of steps S2 and S3 are the same, the heat dissipation sheet of the present embodiment brought into contact with Ga gas is more oriented than the conventional heat dissipation sheet (in the case of producing a graphite sheet, the orientation of graphitization). Degree) becomes higher. Moreover, when manufacturing the thermal radiation sheet | seat which has a thermal conductivity comparable as a prior art, the temperature to bake can be reduced. That is, in the case of manufacturing a heat radiating sheet having the same orientation (the degree of orientation of graphitization in the case of manufacturing a graphite sheet), it can be manufactured at a lower temperature by being brought into contact with Ga gas. When the heat radiation sheet can be manufactured at a low temperature, the amount of energy input can be reduced, and a furnace (device) having a special structure is not necessary, so that the manufacturing cost can be reduced. Therefore, the heat-radiation sheet 10 which improves a thermal conductivity efficiently can be manufactured.

本実施例では、ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成することにより、中間体を形成する工程を備えることによる効果について調べた。   In this example, the effect of providing a step of forming an intermediate by pre-baking a polyimide sheet in an atmosphere containing Ga gas was examined.

(本発明例1〜5)
本発明例1〜5は、図2に示す製造装置100を用いて、上述した実施の形態における放熱シートの製造方法にしたがって、それぞれ放熱シートを製造した。
(Invention Examples 1 to 5)
Invention Examples 1 to 5 each produced a heat radiating sheet using the production apparatus 100 shown in FIG. 2 according to the method for producing a heat radiating sheet in the above-described embodiment.

具体的には、製造装置100は、外熱式CVD(Chemical Vapor Deposition:化学蒸着)炉を用いた。チャンバ101は、200mmの内径を有する炭素炉芯管を用いた。坩堝103、104は、2cmの内径と、2cmの深さとを有し、黒鉛からなっていた。この製造装置100において、5gの液体Ga12を坩堝103に充填した。また、本発明例3、5の放熱シートを作製する場合には、3gのB23粉末を坩堝104に充填した。 Specifically, the manufacturing apparatus 100 used an external heating type CVD (Chemical Vapor Deposition) furnace. As the chamber 101, a carbon furnace core tube having an inner diameter of 200 mm was used. The crucibles 103 and 104 had an inner diameter of 2 cm and a depth of 2 cm, and were made of graphite. In this manufacturing apparatus 100, 5 g of liquid Ga12 was filled in the crucible 103. Moreover, when producing the heat radiating sheets of Invention Examples 3 and 5, 3 g of B 2 O 3 powder was filled in the crucible 104.

ポリイミドシートを準備するステップS1では、Dupont社製のKapton(R)を準備した。準備したポリイミドシートの枚数、厚さ、気孔率、平均細口径は、下記の表1に記載の通りとした。本発明例4では、3枚のポリイミドシートを圧縮成型して一体化した。このポリイミドシート11を最上層に位置する炭素板102上に配置した。   In step S1 of preparing a polyimide sheet, Kapton (R) manufactured by Dupont was prepared. The number, thickness, porosity, and average fine diameter of the prepared polyimide sheets were as shown in Table 1 below. In Invention Example 4, three polyimide sheets were integrated by compression molding. This polyimide sheet 11 was placed on the carbon plate 102 located in the uppermost layer.

Figure 2010159176
Figure 2010159176

次に、下記の表2に示す条件で、ポリイミドシート11をGaガスを含む雰囲気で予備焼成することにより、中間体を形成した(ステップS2)。詳細には、Arガスを含む雰囲気中、3℃/分の昇温速度で、室温から1200℃まで昇温し、1300℃に到達した時点で3時間保持した。その後、下記の表2に記載の雰囲気になるように、Arガスのまま、またはN2ガスに切り替えて、3℃/分の昇温速度で1575℃までそれぞれ加熱した。この段階で、チャンバ101内の圧力を下記の表2に記載の圧力までそれぞれ減圧した。この雰囲気で、それぞれ2時間焼成した。なお、上記ArガスまたはN2ガスは、図2においてガスG1としてチャンバ101の内部に導入した。また、排気ガスは、G2としてチャンバ101の外部へ排出した。これにより、ポリイミドが熱分解して、窒素、酸素、水素が抜けて、主としてアモルファス炭素またはアモルファスBNからなる構造体の中間体を生成した。その後、チャンバ101内を自然冷却した。 Next, the intermediate body was formed by pre-baking the polyimide sheet 11 in the atmosphere containing Ga gas on the conditions shown in following Table 2 (step S2). Specifically, the temperature was increased from room temperature to 1200 ° C. at a rate of temperature increase of 3 ° C./min in an atmosphere containing Ar gas, and held for 3 hours when the temperature reached 1300 ° C. Then, it was heated to 1575 ° C. at a rate of temperature increase of 3 ° C./min while maintaining Ar gas or switching to N 2 gas so that the atmosphere described in Table 2 below was obtained. At this stage, the pressure in the chamber 101 was reduced to the pressure described in Table 2 below. In this atmosphere, each was fired for 2 hours. The Ar gas or N 2 gas was introduced into the chamber 101 as a gas G1 in FIG. Further, the exhaust gas was discharged to the outside of the chamber 101 as G2. As a result, the polyimide was thermally decomposed, and nitrogen, oxygen, and hydrogen escaped, and an intermediate of a structure mainly composed of amorphous carbon or amorphous BN was generated. Thereafter, the inside of the chamber 101 was naturally cooled.

次に、中間体を形成するステップS2での温度よりも高い温度で、中間体を焼成した(ステップS3)。詳細には、各々の中間体を超高温炉に移し替えた。1気圧のArガスを含む雰囲気で、10℃/分の昇温速度で1000℃まで昇温し、その後5℃/分の昇温速度で2200℃まで昇温した。2200℃に到達した時点で1時間保持した。その後、5℃/分の昇温速度で下記の表2に記載の本焼成温度まで昇温し、本焼成温度での保持時間を3時間とした。その後、5℃/分の降温速度で2200℃まで降温し、その後10℃/分の降温速度で1300℃まで降温し、さらに20℃/分の降温速度で室温まで降温した。   Next, the intermediate was baked at a temperature higher than the temperature in step S2 for forming the intermediate (step S3). Specifically, each intermediate was transferred to an ultra high temperature furnace. In an atmosphere containing Ar gas at 1 atm, the temperature was raised to 1000 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and then raised to 2200 ° C. at a rate of 5 ° C./min. When it reached 2200 ° C., it was held for 1 hour. Then, it heated up to the main calcination temperature of Table 2 below with the temperature increase rate of 5 degree-C / min, and the holding time in this calcination temperature was 3 hours. Thereafter, the temperature was lowered to 2200 ° C. at a rate of 5 ° C./min, then lowered to 1300 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and further lowered to room temperature at a rate of 20 ° C./min.

Figure 2010159176
Figure 2010159176

次に、本発明例4および5については、圧延処理をさらに行なった。以上より、本発明例1〜5の放熱シートを製造した。   Next, with respect to Inventive Examples 4 and 5, rolling treatment was further performed. From the above, the heat dissipation sheets of Invention Examples 1 to 5 were manufactured.

(比較例1〜5)
比較例1〜5の放熱シートの製造方法は、それぞれ本発明例1〜5の放熱シートの製造方法と基本的には同様の構成を備えていたが、液体Ga12を充填しなかった点において異なっていた。つまり、比較例1〜5では、Gaガスを含まない雰囲気で中間体を形成した。
(Comparative Examples 1-5)
The heat-radiation sheet manufacturing methods of Comparative Examples 1 to 5 were basically provided with the same configuration as the heat-radiation sheet manufacturing methods of Invention Examples 1 to 5, respectively, but differed in that they were not filled with liquid Ga12. It was. That is, in Comparative Examples 1 to 5, the intermediate was formed in an atmosphere not containing Ga gas.

(測定方法)
本発明例1、2および4の放熱シートについて、断面構造を走査電子顕微鏡(SEM)で観察した。また、本発明例1〜5の放熱シートについて、X線回折分析を行なった。さらに、本発明例1〜5および比較例1〜5の放熱シートについて、厚さおよび熱伝導率を測定した。なお、熱伝導率の測定は、周期加熱法を用いて測定した。その結果を下記の表3に示す。
(Measuring method)
About the thermal radiation sheet | seat of this invention example 1, 2, and 4, the cross-sectional structure was observed with the scanning electron microscope (SEM). Moreover, the X-ray diffraction analysis was performed about the thermal radiation sheet | seat of this invention example 1-5. Furthermore, the thickness and thermal conductivity of the heat dissipation sheets of Invention Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were measured. The thermal conductivity was measured using a periodic heating method. The results are shown in Table 3 below.

Figure 2010159176
Figure 2010159176

(測定結果)
本発明例1、2および4の放熱シートの断面構造をSEMで観察した結果、グラフェン層と同様の積層されたグラファイト構造を有していることがわかった。
(Measurement result)
As a result of observing the cross-sectional structure of the heat-dissipating sheets of Invention Examples 1, 2, and 4 with an SEM, it was found to have a laminated graphite structure similar to the graphene layer.

また、本発明例1〜5の放熱シートをX線回折分析した結果、c軸がシート面と垂直に配向した高配向性グラファイトシートまたはhBNシートであることがわかった。   In addition, as a result of X-ray diffraction analysis of the heat-dissipating sheets of Invention Examples 1 to 5, it was found to be a highly oriented graphite sheet or hBN sheet in which the c-axis was oriented perpendicular to the sheet surface.

また、表3に示すように、本発明例1〜5の放熱シートは、同じ温度で予備焼成および焼成した比較例1〜5の放熱シートに比較して、熱伝導率を向上できることがわかった。   Moreover, as shown in Table 3, it turned out that the thermal radiation sheet | seat of this invention example 1-5 can improve thermal conductivity compared with the thermal radiation sheet | seat of the comparative examples 1-5 pre-baked and baked at the same temperature. .

以上より、本実施例によれば、ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成することにより、配向性を向上した中間体を形成でき、その結果として放熱性の高いシートを製造できることが確認できた。したがって、ポリイミドシートをGaガスを含む雰囲気で予備焼成することにより、効率的に熱伝導率を向上する放熱シートを製造することができることが確認できた。   As described above, according to this example, it is possible to confirm that an intermediate with improved orientation can be formed by pre-baking a polyimide sheet in an atmosphere containing Ga gas, and as a result, a sheet with high heat dissipation can be manufactured. It was. Therefore, it was confirmed that a heat dissipation sheet that efficiently improves the thermal conductivity can be manufactured by pre-baking the polyimide sheet in an atmosphere containing Ga gas.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

10 放熱シート、11 ポリイミドシート、12 液体Ga、13 B23、100 製造装置、101 チャンバ、102 炭素板、103,104 坩堝、105 ヒータ。 10 heat dissipation sheet, 11 polyimide sheet, 12 a liquid Ga, 13 B 2 O 3, 100 manufacturing apparatus, 101 a chamber, 102 a carbon plate, 103 a crucible, 105 a heater.

Claims (10)

ポリイミドシートを準備する工程と、
前記ポリイミドシートをガリウムガスを含む雰囲気で予備焼成することにより、中間体を形成する工程と、
前記中間体を形成する工程での温度よりも高い温度で、前記中間体を焼成する工程とを備えた、放熱シートの製造方法。
Preparing a polyimide sheet;
A step of forming the intermediate by pre-baking the polyimide sheet in an atmosphere containing gallium gas;
And a step of firing the intermediate at a temperature higher than the temperature in the step of forming the intermediate.
前記中間体を形成する工程では、1000℃以上2000℃未満の温度で予備焼成し、
前記中間体を焼成する工程では、2000℃以上3000℃以下の温度で焼成する、請求項1に記載の放熱シートの製造方法。
In the step of forming the intermediate, pre-baking is performed at a temperature of 1000 ° C. or more and less than 2000 ° C.,
The method for producing a heat dissipation sheet according to claim 1, wherein in the step of firing the intermediate, firing is performed at a temperature of 2000 ° C. to 3000 ° C.
前記中間体を形成する工程では、硼素元素および窒素元素を含むガスを導入することにより、硼素元素と窒素元素とを含む中間体を形成する、請求項1または2に記載の放熱シートの製造方法。   The method for producing a heat-radiating sheet according to claim 1 or 2, wherein, in the step of forming the intermediate, an intermediate containing a boron element and a nitrogen element is formed by introducing a gas containing a boron element and a nitrogen element. . 前記中間体を形成する工程では、0.05MPa以下の圧力で予備焼成する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の放熱シートの製造方法。   The method for manufacturing a heat dissipation sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step of forming the intermediate, preliminary baking is performed at a pressure of 0.05 MPa or less. 前記中間体を焼成する工程後に、圧延処理を行なう工程をさらに備えた、請求項1〜4のいずれか1項に記載の放熱シートの製造方法。   The manufacturing method of the thermal radiation sheet of any one of Claims 1-4 further equipped with the process of performing a rolling process after the process of baking the said intermediate body. 前記ポリイミドシートを準備する工程では、芳香族ポリイミドシートを準備する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の放熱シートの製造方法。   In the process of preparing the said polyimide sheet, the manufacturing method of the thermal radiation sheet of any one of Claims 1-5 which prepares an aromatic polyimide sheet. 前記ポリイミドシートを準備する工程では、5μm以上100μm以下の厚みを有する前記ポリイミドシートを準備する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の放熱シートの製造方法。   The method for producing a heat dissipation sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein in the step of preparing the polyimide sheet, the polyimide sheet having a thickness of 5 µm to 100 µm is prepared. 前記ポリイミドシートを準備する工程は、
複数枚のポリイミドシートを準備する工程と、
前記複数枚のポリイミドシートを加圧することにより一体化する工程とを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の放熱シートの製造方法。
The step of preparing the polyimide sheet includes:
Preparing a plurality of polyimide sheets;
The manufacturing method of the heat-radiation sheet of any one of Claims 1-7 including the process integrated by pressurizing the said several polyimide sheet.
前記ポリイミドシートを準備する工程では、0.01μm以上5μmの平均細孔径を有する前記ポリイミドシートを準備する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の放熱シートの製造方法。   The method for manufacturing a heat dissipation sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein in the step of preparing the polyimide sheet, the polyimide sheet having an average pore diameter of 0.01 µm or more and 5 µm is prepared. 前記ポリイミドシートを準備する工程では、0.1μm以上2μm以下の平均細孔径を有する前記ポリイミドシートを準備する、請求項9に記載の放熱シートの製造方法。   The method for producing a heat-radiating sheet according to claim 9, wherein in the step of preparing the polyimide sheet, the polyimide sheet having an average pore diameter of 0.1 μm to 2 μm is prepared.
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