JP2012188305A - 赤外吸収熱伝導部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の赤外吸収熱伝導部材は、複数層を有するカーボンナノチューブの複数が長さ方向に配向したカーボンナノチューブ集合体を含み、赤外線吸収率が0.8以上であり、厚さ方向の熱伝導率が1W/mK以上である。
【選択図】図2
Description
複数層を有するカーボンナノチューブの複数が長さ方向に配向したカーボンナノチューブ集合体を含み、
赤外線吸収率が0.8以上であり、
厚さ方向の熱伝導率が1W/mK以上である。
本発明の赤外吸収熱伝導部材は、複数層を有するカーボンナノチューブの複数が長さ方向に配向したカーボンナノチューブ集合体を含む。
本発明の赤外吸収熱伝導部材の製造方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、任意の適切な基材上にカーボンナノチューブ集合体を形成させることにより、図2に示す赤外吸収熱伝導部材とすることができ、さらに該基材のカーボンナノチューブ集合体の反対側に熱伝導性樹脂層を設けることで、図3に示す赤外吸収熱伝導部材とすることができる。また、図2に示す赤外吸収熱伝導部材を得た後に、任意の適切な方法によって基材を除去することで、図1に示す赤外吸収熱伝導部材とすることができる。
熱伝導率は下記に従って求めた。
熱伝導率=熱拡散係数×比熱×密度
熱拡散係数:Xeフラッシュアナライザー LFA 447 Nanoflash(NETZSCH Instruments製)によって測定した。
比熱:DSC(SIIナノテクノロジー社製)にて10℃/min昇温によって測定した。
比重:ブタノール浸漬法によって測定した。
赤外線吸収率は下記に従って求めた。
方法:フーリエ変換赤外分光法
入射角:10°
分解能:4cm−1
積算回数:512回
温度:室温(25℃)
測定領域:2〜14μm
計算:光が試料面に入射すると反射・透過・吸収が生じる。反射率と透過率と吸収率(放射率)の和は1となるため、赤外透過スペクトルと赤外反射スペクトルを測定し、各波数における吸収率(放射率)を算出した。理想黒体の放射エネルギー強度と試料の放射率の積は試料の放射エネルギー強度と表せるため、放射率から試料の放射エネルギー強度を算出した。黒体放射エネルギー強度と試料の放射エネルギー強度を2〜14μmの範囲でそれぞれ積分し、理想黒体の放射エネルギーの積分値に対する試料の放射エネルギーの積分値の比を試料の放射率とした。
図5に示すように、アルミで構成された筐体のヒーターに向かい合う面に赤外吸収熱伝導部材あるいは柱状構造物を60mm×60mmで積層して固定し、セラミックヒーターの出力を20Wで一定とし、16時間後の密閉空間の温度を測定した。
この条件で密閉空間の温度を評価したところ、アルミ筐体内の温度は173℃あった。この温度を基準として、赤外吸収熱伝導部材あるいは柱状構造物の効果を、積層した状態で測定した温度との割合として評価した。
試験対象物をアルミに積層した状態で、150℃のATFに3日間浸漬させ、試験対象物がアルミから剥がれるかどうかを確認した。
○:剥がれない。
×:剥がれる。
シリコン基板(エレクトロニクス エンド製、厚み525μm)上に、真空蒸着装置(JEOL製、JEE−4X Vacuum Evaporator)により、Al薄膜(厚み10nm)を形成した後、450℃で1時間酸化処理を施した。このようにして、シリコン基板上にAl2O3膜を形成した。このAl2O3膜上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてさらにFe薄膜(厚み1nm)を蒸着させて触媒層を形成した。
次に、触媒層付シリコン基板をカットして、30mmφの石英管内に載置し、水分350ppmに保ったヘリウム/水素(120/80sccm)混合ガスを石英管内に30分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を765℃まで35分間で段階的に昇温させ、765℃にて安定させた。765℃にて10分間放置後、温度を保持したまま、ヘリウム/水素/エチレン(105/80/15sccm、水分率350ppm)混合ガスを管内に充填させ、30分間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、赤外吸収熱伝導部材(1)を得た。
得られた赤外吸収熱伝導部材(1)におけるカーボンナノチューブの長さは589μmであった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(1)におけるカーボンナノチューブの層数分布の最頻値は層数2層に存在し、該最頻値の相対頻度が60%であった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(1)の赤外線吸収率は0.995、厚さ方向の熱伝導率は6.4W/mKであった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(1)を密閉空間加熱評価に供したところ、アルミ筐体内の温度は159.3℃であり、密閉空間内の温度は、赤外吸収熱伝導部材(1)を積層する前の状態に比べて7.9%低下した。
さらに、赤外吸収熱伝導部材(1)をアルミに積層した状態で、150℃のATFに3日間浸漬させたところ、剥離の様子は認められなかった。
結果を表1にまとめた。
シリコン基板(熱酸化膜付ウエハ、KST製、1000μm)上に、真空蒸着装置(JEOL製、JEE−4X Vacuum Evaporator)により、Al薄膜(厚み10nm)を形成した後、450℃で1時間酸化処理を施した。このようにして、シリコン基板上にAl2O3膜を形成した。このAl2O3膜上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてさらにFe薄膜(厚み2nm)を蒸着させて触媒層を形成した。
次に、触媒層付シリコン基板をカットして、30mmφの石英管内に載置し、水分350ppmに保ったヘリウム/水素(120/80sccm)混合ガスを石英管内に30分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を765℃まで35分間で段階的に昇温させ、765℃にて安定させた。765℃にて10分間放置後、温度を保持したまま、ヘリウム/水素/エチレン(105/80/15sccm、水分率350ppm)混合ガスを管内に充填させ、30分間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、赤外吸収熱伝導部材(2)を得た。
得られた赤外吸収熱伝導部材(2)におけるカーボンナノチューブの長さは638μmであった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(2)におけるカーボンナノチューブの層数分布の分布幅が4〜20層であり、該層数分布の最頻値が4層と8層に存在し、該層数分布の最頻値の相対頻度がいずれも20%以下であった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(2)の赤外線吸収率は0.991、厚さ方向の熱伝導率は10.1W/mKであった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(2)を密閉空間加熱評価に供したところ、アルミ筐体内の温度は157.4℃であり、密閉空間内の温度は、赤外吸収熱伝導部材(2)を積層する前の状態に比べて9.0%低下した。
さらに、赤外吸収熱伝導部材(2)をアルミに積層した状態で、150℃のATFに3日間浸漬させたところ、剥離の様子は認められなかった。
結果を表1にまとめた。
Al2O3膜上に、スパッタ装置(ULVAC製、RFS−200)にてFe薄膜(厚み4nm)を蒸着させた以外は、実施例1と同様に行い、赤外吸収熱伝導部材(3)を得た。
得られた赤外吸収熱伝導部材(3)におけるカーボンナノチューブの長さは637μmであった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(3)におけるカーボンナノチューブの層数分布の最頻値は層数15層に存在し、該最頻値の相対頻度が52%であった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(3)の赤外線吸収率は0.990、厚さ方向の熱伝導率は3.2W/mKであった。
得られた赤外吸収熱伝導部材(3)を密閉空間加熱評価に供したところ、アルミ筐体内の温度は164.0℃であり、密閉空間内の温度は、赤外吸収熱伝導部材(3)を積層する前の状態に比べて5.2%低下した。
さらに、赤外吸収熱伝導部材(3)をアルミに積層した状態で、150℃のATFに3日間浸漬させたところ、剥離の様子は認められなかった。
ポリイミドワニス(日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製、製品番号:P2611)をスピンコートによりシリコンウエハ上に塗布した。塗布されたポリイミドワニスにポリカーボネート製フィルター(ミリポア社製、孔径:2μm)をかぶせて、フィルターの孔にポリイミドワニスを充填した。次いで、そのフィルターを、乾燥機中、150℃で30分間加熱し、さらに275℃で30分間加熱して、ポリイミドワニスを乾燥および硬化することにより、フィルターの孔中に柱状構造部を形成した。次いで、フィルターを塩化メチレンに10分間浸漬することにより、基材から除去した。これにより、直径が2.0nm、高さが20μmの柱状構造物(C1)を得た。
得られた柱状構造物(C1)の赤外線吸収率は0.550、厚さ方向の熱伝導率は0.3W/mKであった。
得られた柱状構造物(C1)を密閉空間加熱評価に供したところ、アルミ筐体内の温度は170.4℃であり、密閉空間内の温度は、柱状構造物(C1)を積層する前の状態に比べて1.5%低下した。
さらに、柱状構造物(C1)をアルミに積層した状態で、150℃のATFに3日間浸漬させたところ、アルミから剥離していた。
孔径1.2μmのポリカーボネート製フィルター(ミリポア社製、孔径:1.2μm)を用いた以外は、比較例1と同様に行い、直径が1.2nm、高さが20μmの柱状構造物(C2)を得た。
得られた柱状構造物(C2)の赤外線吸収率は0.490、厚さ方向の熱伝導率は0.4W/mKであった。
得られた柱状構造物(C2)を密閉空間加熱評価に供したところ、アルミ筐体内の温度は169.4℃であり、密閉空間内の温度は、柱状構造物(C2)を積層する前の状態に比べて2.1%低下した。
さらに、柱状構造物(C2)をアルミに積層した状態で、150℃のATFに3日間浸漬させたところ、アルミから剥離していた。
2a カーボンナノチューブの片端
10 カーボンナノチューブ集合体
20 基材
30 熱伝導性樹脂層
100 赤外吸収熱伝導部材
1000 放熱筐体
2001 アルミ筐体
2002 評価試料
2003 熱電対
2004 発熱体
2005 断熱材
Claims (8)
- 複数層を有するカーボンナノチューブの複数が長さ方向に配向したカーボンナノチューブ集合体を含み、
赤外線吸収率が0.8以上であり、
厚さ方向の熱伝導率が1W/mK以上である、
赤外吸収熱伝導部材。 - 前記複数層を有するカーボンナノチューブの長さが300μm以上である、請求項1に記載の赤外吸収熱伝導部材。
- 前記複数層を有するカーボンナノチューブの層数分布の分布幅が10層以上であり、該層数分布の最頻値の相対頻度が25%以下である、請求項1または2に記載の赤外吸収熱伝導部材。
- 前記層数分布の最頻値が、層数2層から層数10層の範囲に存在する、請求項3に記載の赤外吸収熱伝導部材。
- 前記複数層を有するカーボンナノチューブの層数分布の最頻値が層数20層以下に存在し、該最頻値の相対頻度が30%以上である、請求項1または2に記載の赤外吸収熱伝導部材。
- 前記層数分布の最頻値が層数10層以下に存在する、請求項5に記載の赤外吸収熱伝導部材。
- 基材を含み、前記カーボンナノチューブ集合体の片端が該基材に固定されている、請求項1から6までのいずれかに記載の赤外吸収熱伝導部材。
- 前記赤外吸収熱伝導部材をアルミニウム部材に積層した状態で150℃のATFに3日間浸漬させるATF浸漬試験において、試験後に該赤外吸収熱伝導部材の剥離が観察されない、請求項1から7までのいずれかに記載の赤外吸収熱伝導部材。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107993995A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 成都信息工程大学 | 一种芯片降温装置 |
JP2018535110A (ja) * | 2016-06-10 | 2018-11-29 | リンテック オブ アメリカ インコーポレーテッドLintec of America, Inc. | ナノファイバーシート |
US10590539B2 (en) | 2017-02-24 | 2020-03-17 | Lintec Of America, Inc. | Nanofiber thermal interface material |
KR20200062192A (ko) | 2017-09-28 | 2020-06-03 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | 탄소 시트 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009069684A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 放熱構造、該放熱構造の製造方法及び該放熱構造を用いた放熱装置、ダイヤモンドヒートシンク、該ダイヤモンドヒートシンクの製造方法及び該ダイヤモンドヒートシンクを用いた放熱装置、並びに放熱方法 |
WO2010032525A1 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 日東電工株式会社 | カーボンナノチューブ集合体 |
-
2011
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009069684A1 (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 放熱構造、該放熱構造の製造方法及び該放熱構造を用いた放熱装置、ダイヤモンドヒートシンク、該ダイヤモンドヒートシンクの製造方法及び該ダイヤモンドヒートシンクを用いた放熱装置、並びに放熱方法 |
WO2010032525A1 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 日東電工株式会社 | カーボンナノチューブ集合体 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JPN6014023296; HORIBE, M. et al: '"Thermal and Mechanical Properties of Vertically Aligned Multi-walled Carbon Nanotube Films"' 第26回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム 講演要旨集 , 20040107, p.36 * |
JPN6014023299; SIHN,S. et al: '"Enhancement of through-thickness thermal conductivity in adhesively bonded joints using aligned car' Composites Science and Technology , 2008, p.658-665 * |
JPN6014023303; CAO,A. et al: '"Tandem structure of aligned carbon nanotubes on Au and its solar thermal absorption"' Solar Energy Materials & Solar Cells Vol.70, No.4, 2002, p.481-486 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018535110A (ja) * | 2016-06-10 | 2018-11-29 | リンテック オブ アメリカ インコーポレーテッドLintec of America, Inc. | ナノファイバーシート |
US10747028B2 (en) | 2016-06-10 | 2020-08-18 | Lintec Of America, Inc. | Nanofiber sheet |
US10590539B2 (en) | 2017-02-24 | 2020-03-17 | Lintec Of America, Inc. | Nanofiber thermal interface material |
KR20200062192A (ko) | 2017-09-28 | 2020-06-03 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | 탄소 시트 |
US11305996B2 (en) | 2017-09-28 | 2022-04-19 | Zeon Corporation | Carbon sheet |
CN107993995A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 成都信息工程大学 | 一种芯片降温装置 |
CN107993995B (zh) * | 2017-11-30 | 2024-01-30 | 成都信息工程大学 | 一种芯片降温装置 |
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