JP2014138085A - 放熱構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な熱伝導性を実現し得る放熱構造体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】炭素元素の複数の線状構造体１２と、複数の線状構造体の根元部側１６に形成され、複数の線状構造体を支持する支持層１８と、複数の線状構造体間に充填された、支持層より融解温度が低い充填層２２とを有している。
【選択図】図１
【解決手段】炭素元素の複数の線状構造体１２と、複数の線状構造体の根元部側１６に形成され、複数の線状構造体を支持する支持層１８と、複数の線状構造体間に充填された、支持層より融解温度が低い充填層２２とを有している。
【選択図】図１
Description
本発明は、放熱構造体及びその製造方法に関する。
サーバーやパーソナルコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装
置）などに用いられる電子部品には、半導体素子から発する熱を効率よく放熱することが求められる。このため、これら電子部品は、半導体素子の直上に設けられた銅などの高い熱伝導度を有する材料のヒートスプレッダが配置された構造を有している。
置）などに用いられる電子部品には、半導体素子から発する熱を効率よく放熱することが求められる。このため、これら電子部品は、半導体素子の直上に設けられた銅などの高い熱伝導度を有する材料のヒートスプレッダが配置された構造を有している。
この際、発熱源及びヒートスプレッダの表面には微細な凹凸が存在するため、互いをダイレクトに接触させても十分な接触面積を稼ぐことができず、接触界面が大きな熱抵抗となり、効率的に放熱を行うことができない。このため、接触熱抵抗を低減することを目的として、発熱源とヒートスプレッダとをサーマルインターフェイスマテリアル（ＴＩＭ）を介して接続することが行われている。
この目的のもと、サーマルインターフェイスマテリアルには、それ自身が高い熱伝導率を有する材料であることに加え、発熱源及びヒートスプレッダ表面の微細な凹凸に対して広面積に接触しうる特性が求められている。
従来、サーマルインターフェイスマテリアルとしては、放熱グリースやフェイズチェンジマテリアル（ＰＣＭ）、インジウムなどが用いられている。これらの材料が放熱材料として用いられる大きな特徴の一つは、電子機器の耐熱温度以下で流動性を有しているため、微細な凹凸に対して大きな接触面積を得ることが可能な点にある。
しかしながら、放熱グリースやフェイズチェンジマテリアルは、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ〜５Ｗ／ｍ・Ｋと低い。また、インジウムはレアメタルであることに加え、ＩＴＯ関連での大幅な需要増加により価格が高騰しており、より安価な代替材料が待望されている。
このような背景から、放熱材料として、カーボンナノチューブに代表される炭素元素からなる線状構造体が注目されている。カーボンナノチューブは、その軸方向に非常に高い熱伝導度（１５００Ｗ／ｍ・Ｋ〜３０００Ｗ／ｍ・Ｋ）を有するだけでなく、柔軟性や耐熱性に優れた材料であり、放熱材料として高いポテンシャルを有している。
カーボンナノチューブを用いた熱伝導シートとしては、樹脂中にカーボンナノチューブを分散した熱伝導シートや、基板上に配向成長したカーボンナノチューブ束を樹脂等によって埋め込んだ熱伝導シートが提案されている。
しかしながら、従来の熱伝導シートでは、カーボンナノチューブの有する高い熱伝導性を十分に生かし得ない場合があった。
本発明の目的は、良好な熱伝導性を実現し得る放熱構造体及びその製造方法を提供することにある。
実施形態の一観点によれば、炭素元素の複数の線状構造体と、前記複数の線状構造体の根元部側に形成され、前記複数の線状構造体を支持する支持層と、前記複数の線状構造体間に充填された、前記支持層より融解温度が低い充填層とを有することを特徴とする放熱構造体が提供される。
実施形態の他の観点によれば、基板上に、炭素元素の複数の線状構造体を成長する工程と、前記複数の線状構造体の先端部を支持材により支持し、前記複数の線状構造体を前記基板側から前記支持材側に移転する工程と、前記複数の線状構造体の根元部側に、前記複数の線状構造体を支持する支持層を形成する工程と、前記支持層より融解温度が低い充填層を、前記複数の線状構造体間を充填するように形成する工程とを有することを特徴とする放熱構造体の製造方法が提供される。
開示の放熱構造体によれば、複数の線状構造体の根元部側を支持する支持層が形成されている。支持層の融解温度は、線状構造体間に充填された充填層の融解温度より高い。このため、アセンブリの際に充填層が融解されても、複数の線状構造体の根元部側が支持層により確実に支持される。このため、放熱体や発熱体とカーボンナノチューブとを十分に接触させることができ、良好な熱伝導性を実現することができる。
図１３は、参考例による電子装置の製造方法を示す工程断面図である。
図１３（ａ）は、半導体素子（発熱体）１２６とヒートスプレッダ（放熱体）１３０との間に放熱構造体１１０を配した状態を示している。放熱構造体１１０は、複数のカーボンナノチューブ１１２と、複数のカーボンナノチューブ１１２間に充填され、複数のカーボンナノチューブ１１２を支持する充填層１２２とを有している。カーボンナノチューブ１１２の表面には、被覆１２０が形成されている。図１３（ａ）における紙面下側は、カーボンナノチューブ１１２の先端部側１１４である。図１３（ａ）における紙面上側は、カーボンナノチューブ１１２の根元部側１１６である。カーボンナノチューブ１１２の先端部側１１４は互いに絡み合ったような状態となっている。カーボンナノチューブ１１２の根元部側１１４は、同じ方向に配向されている。
図１３（ｂ）は、加熱した状態を示している。加熱を行うと、充填層１２２が融解される。また、温度の上昇に伴って、半導体素子１２６やヒートスプレッダ１３０が変形する。放熱構造体１１０は、半導体素子１２６やヒートスプレッダ１３０の変形に追随して変形する。
図１３（ｃ）は、ヒートスプレッダ１３０に荷重を加えた状態を示している。カーボンナノチューブ１１２の先端部側は、互いに絡み合ったような状態になっているため、変形した半導体素子１２６に接しても、半導体素子１２６の基板の面内方向には大きく変位しない。一方、カーボンナノチューブ１１２の根元部側は、絡み合ったような状態になっていないため、ヒートスプレッダ１３０の面内方向に大きく変位する。
図１３（ｄ）は、ヒートスプレッダ１３０に荷重を加えるのをやめた状態を示している。荷重を加えた際にヒートスプレッダ１３０の面内方向に大きく変位したカーボンナノチューブ１１２の根元部側は、荷重を加える前の状態には戻り難い。そして、カーボンナノチューブ１１２の先端部側１１４と半導体素子１２６とが接触していない箇所が生じる。かかる箇所においては、カーボンナノチューブ１１２の先端部側１１４と半導体素子１２６との間に厚い充填層１２２が挟まれた状態となる。
このように、発熱体１２６や放熱体１３０とカーボンナノチューブ１１２とが接しない箇所が生じてしまうと、熱伝導性が低下してしまい、発熱体１２６から発せられる熱を十分に放熱し得なくなる。
［一実施形態］
一実施形態による放熱構造体及びその製造方法並びにその放熱構造体を用いた電子装置及びその製造方法について図１乃至図１０を用いて説明する。
一実施形態による放熱構造体及びその製造方法並びにその放熱構造体を用いた電子装置及びその製造方法について図１乃至図１０を用いて説明する。
（放熱構造体）
まず、本実施形態による放熱構造体について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による放熱構造体を示す断面図である。
まず、本実施形態による放熱構造体について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による放熱構造体を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態による放熱構造体（放熱部材、放熱材料、放熱シート、熱伝導シート）１０は、炭素元素の複数の線状構造体（カーボンナノチューブ）１２を有している。複数のカーボンナノチューブ１２は、互いに間隔を空けて形成されている。
カーボンナノチューブ１２は、単層カーボンナノチューブであってもよいし、多層カーボンナノチューブであってもよい。ここでは、例えば多層カーボンナノチューブ１２が形成されている。
一本の多層カーボンナノチューブ１２に含まれるカーボンナノチューブの層数は、特に限定されるものではないが、例えば３〜６程度である。一本の多層カーボンナノチューブ１２に含まれるカーボンナノチューブの層数の平均は、例えば４程度である。カーボンナノチューブ１２の直径は、特に限定されるものではないが、例えば４〜８ｎｍ程度である。カーボンナノチューブ１２の直径の平均は、例えば６ｎｍ程度である。カーボンナノチューブ１２の長さは、特に限定されるものではないが、例えば８０μｍ程度である。カーボンナノチューブ１２の面密度は、特に限定されるものではないが、十分な放熱性を得る観点からは、１×１０１０本／ｃｍ２以上であることが好ましい。ここでは、カーボンナノチューブ１２の面密度を、例えば１×１０１１本／ｃｍ２程度とする。
複数のカーボンナノチューブ１２の先端部側１４は、ランダムな方向を向いている（ランダム配向部）。ランダムな方向を向いているため、複数のカーボンナノチューブ１２の先端部側１４は、絡み合ったような状態となる。
なお、カーボンナノチューブの先端部とは、カーボンナノチューブを基板上に成長した際に、基板側に位置していた部分とは反対側の部分のことである。カーボンナノチューブを基板上に成長した際に、基板側に位置していた部分は根元部と称される。
複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、同じ方向を向いている。即ち、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、互いに並行している。
複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６には、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６を支持する支持層１８が形成されている。より具体的には、支持層１８は、カーボンナノチューブ１２の根元部１６の近傍に位置している。支持層１８の材料としては、熱可塑性樹脂が用いられている。支持層１８は、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６に位置している。支持層１８は、温度に応じて液体と固体との間で可逆的に状態変化するものであり、室温では固体であり、加熱すると液状に変化し、冷却すると接着性を発現しつつ固体に戻る。支持層１８の材料としては、後述する充填層２２の融解温度より融解温度が高い材料が用いられている。支持層１８の材料は、特に限定されるものではないが、ここでは、パリレン（parylene）樹脂が用いられている。複数のカーボンナノチューブ１２は、支持層１８を貫いている。複数のカーボンナノチューブ１２が支持層１８を貫いているのは、本実施形態による放熱構造体１０を発熱体２６や放熱体３０に取り付けた際に、発熱体２６や放熱体３０にカーボンナノチューブ１２を確実に接触させ、十分な熱伝導性を得るためである。
なお、支持層１８の位置は、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端部の直近に限定されるものではない。カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端部からある程度離間していてもよい。但し、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６と先端部側１４との中間の位置よりも根元部側１６の端部に近い位置に支持層１８を形成することが好ましい。根元部側１６と先端部側１４との中間の位置よりも先端部側１４の端部に近い位置に支持層１８を形成した場合には、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６がアセンブリ時にヒートスプレッダ３０の面内方向に大きく変位してしまうのを十分に防止し得ない。
複数のカーボンナノチューブ１２の表面及び支持層１８の表面には、被膜２０が形成されている。かかる被膜２０は、複数のカーボンナノチューブ１２及び支持層１８の表面全体を覆うように一様に形成されている。カーボンナノチューブ１２や支持層１８の表面に被膜２０を形成することにより、カーボンナノチューブ１２や支持層１８の弾性（機械的強度）を向上させることができる。
被膜２０の材料は、特に限定されるものではないが、酸化物や金属等を用いることができる。被膜２０の材料として用いる酸化物としては、例えば、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸化物（ＴｉＯＸ）、ハフニウム酸化物（ＲｕＯＸ）、鉄酸化物（ＦｅＯＸ）、インジウム酸化物（ＩｎＯＸ）、ランタン酸化物（ＬａＯＸ）等が挙げられる。また、モリブデン酸化物（ＭｏＯＸ）、ニオブ酸化物（ＮｂＯＸ）、ニッケル酸化物（ＮｉＯ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯＸ）、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、バナジウム酸化物（ＶＯＸ）、タングステン酸化物（ＷＯＸ）等を、被膜２０の材料として用いてもよい。また、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯＸ）等を被膜２０の材料として用いてもよい。被膜２０の材料として用いる金属としては、例えば、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ランタン（Ｌａ）等が挙げられる。ここでは、アルミニウム酸化物（酸化アルミニウム、アルミナ）が、被膜２０の材料として用いられている。被膜２０の膜厚は、特に限定されるものではないが、カーボンナノチューブ１２や支持層１８の弾性を適度に向上する観点からは、１ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることが好ましい。酸化アルミニウムの被膜２０は、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition、原子層堆積）法により形成することができる。
被膜２０が形成された複数のカーボンナノチューブ１２間を充填するように、充填層２２が形成されている。充填層２２の材料としては、熱可塑性樹脂が用いられている。充填層２２は、複数のカーボンナノチューブ１２を支持している。充填層２２は、温度に応じて液体と固体との間で可逆的に状態変化するものであり、室温では固体であり、加熱すると液状に変化し、冷却すると接着性を発現しつつ固体に戻る。充填層２２の材料としては、支持層１８の融解温度より融解温度が低い材料が用いられている。充填層２２の材料としては、例えば、以下に示すようなホットメルト樹脂が挙げられる。ポリアミド系ホットメルト樹脂としては、例えば、ヘンケルジャパン株式会社製の「Ｍｉｃｒｏｍｅｌｔ６２３９」（軟化点温度：１４０℃）が挙げられる。また、ポリエステル系ホットメルト樹脂としては、例えば、ノガワケミカル株式会社の「ＤＨ５９８Ｂ」（軟化点温度：１３３℃）が挙げられる。また、ポリウレタン系ホットメルト樹脂としては、例えば、ノガワケミカル株式会社製の「ＤＨ７２２Ｂ」が挙げられる。また、ポリオレフィン系ホットメルト樹脂としては、例えば、松村石油株式会社製の「ＥＰ−９０」（軟化点温度：１４８℃）が挙げられる。また、エチレン共重合体ホットメルト樹脂としては、例えば、ノガワケミカル株式会社製の「ＤＡ５７４Ｂ」（軟化点温度：１０５℃）が挙げられる。また、ＳＢＲ系ホットメルト樹脂としては、例えば、横浜ゴム株式会社製の「Ｍ−６２５０」（軟化点温度：１２５℃）が挙げられる。また、ＥＶＡ系ホットメルト樹脂としては、例えば、住友スリーエム株式会社製の「３７４７」（軟化点温度：１０４℃）が挙げられる。また、ブチルゴム系ホットメルト樹脂としては、例えば、横浜ゴム株式会社製の「Ｍ−６１５８」が挙げられる。
充填層２２の融解温度は、本実施形態による放熱構造体１０が取り付けられる発熱体２６の稼働時の発熱温度の上限値より高いことが好ましい。また、充填層２２の融解温度は、本実施形態による放熱構造体１０、発熱体２６及び放熱体３０を回路基板２４上に取り付けた後において行われる熱処理の温度より高いことが好ましい。例えば、本実施形態による放熱構造体１０、発熱体２６及び放熱体３０を回路基板２４に取り付けられた後にリフローを行うことにより半田バンプを用いた接合が行われる場合には、充填層２２の融解温度は、かかるリフローの温度より高いことが好ましい。発熱体２６の稼働やリフロー等により充填層２２が溶解すると、放熱構造体１０が変形し、カーボンナノチューブ１２の配向性が損なわれ、ひいては、熱伝導性の低下を招く虞があるためである。
こうして、本実施形態による放熱構造体１０が形成されている。
（電子装置）
次に、本実施形態による放熱構造体を用いた電子装置について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態による電子装置を示す断面図である。
次に、本実施形態による放熱構造体を用いた電子装置について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態による電子装置を示す断面図である。
図２に示すように、多層配線基板などの回路基板２４上には、例えばＣＰＵなどの半導体素子（半導体チップ）２６が実装されている。半導体素子２６は、はんだバンプ２８等を介して回路基板２４に電気的に接続されている。
半導体素子２６上には、半導体素子２６からの熱を拡散するためのヒートスプレッダ３０が半導体素子２６を覆うように形成されている。半導体素子２６とヒートスプレッダ３０との間には、本実施形態による放熱構造体１０が配されている。ヒートスプレッダ３０は、例えば有機シーラント３２等により回路基板２４に接着されている。
このように、本実施形態による電子装置３４では、半導体素子２６とヒートスプレッダ３０との間、すなわち発熱体（発熱部）２６と放熱体（放熱部）３０との間に、本実施形態による放熱構造体１０が設けられている。放熱構造体１０のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、例えば放熱体３０に接触している。より具体的には、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、カーボンナノチューブ１２の表面に形成された被膜２０を介して、放熱体３０に接触している。カーボンナノチューブ１２の先端部側１４は、例えば発熱体２６に接触している。より具体的には、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４は、カーボンナノチューブ１２の表面に形成された被膜２０を介して、発熱体２６に接触している。
こうして、本実施形態による電子装置３４が形成されている。
このように、本実施形態によれば、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６を支持する支持層１８が形成されている。支持層１８の融解温度は、カーボンナノチューブ１２間に充填された充填層２２の融解温度より高い。このため、アセンブリ時において充填層２２が融解されても、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６が支持層１８により確実に支持され、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６がヒートスプレッダ３０の面内方向に大きく変位してしまうことが防止される。一方、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４はランダム配向しており、互いに絡み合ったような状態になっているため、アセンブリ時に大きく変位してしまうことはない。このため、本実施形態によれば、放熱体３０や発熱体２６とカーボンナノチューブ１２とを十分に接触させることができ、良好な放熱性を実現することができる。
（放熱構造体の製造方法）
次に、本実施形態による放熱構造体の製造方法について図３乃至図８を用いて説明する。図３乃至図７は、本実施形態による放熱構造体の製造方法を示す工程断面図である。
次に、本実施形態による放熱構造体の製造方法について図３乃至図８を用いて説明する。図３乃至図７は、本実施形態による放熱構造体の製造方法を示す工程断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、カーボンナノチューブ１２を成長するための土台となる基板（基材）３６を用意する。基板３６としては、例えばシリコン基板を用いる。シリコン基板３６には、ボロン（Ｂ）等のＰ型不純物がドープされていてもよい。また、シリコン基板３６に、リン（Ｐ）やアンチモン（Ｓｂ）などのＮ型不純物がドープされていてもよい。シリコン基板３６の厚さは、例えば２００〜８２５μｍ程度とする。ここでは、シリコン基板３６の厚さを例えば６００μｍ程度とする。
次に、例えば熱酸化法により、シリコン基板３６の表面に、膜厚３００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（図示せず）を形成する。
次に、シリコン酸化膜上に下地膜（図示せず）を形成する。下地膜は、後述する触媒金属膜（図示せず）の下地となるものである。下地膜の材料としては、モリブデン、チタン、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、ニオブ、バナジウム、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタンシリサイド（ＴｉＳｉＸ）、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン（ＴｉＯＸ）、タンタル等を用いることができる。また、タングステン、銅、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化チタン（ＴｉＮ）等を、下地膜の材料として用いてもよい。また、これらの材料のうちのいずれかを含む合金を、下地膜の材料として用いてもよい。ここでは、下地膜の材料として、例えばアルミニウムを用いる。
次に、例えばスパッタリング法により、触媒金属膜（図示せず）を形成する。触媒金属膜は、基板３６上にカーボンナノチューブ１２を成長する際の触媒となるものである。触媒金属膜の材料としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、金、銀、白金、又は、これらのうちのいずれかを含む合金を用いることができる。ここでは、触媒金属膜の材料として、例えば鉄を用いる。
下地膜の材料としてアルミニウムを用い、触媒金属膜の材料として鉄を用いた場合には、アルミニウム膜と鉄膜との積層構造がシリコン基板３６上に形成される。この場合、アルミニウムの下地膜の膜厚は、例えば１０ｎｍ程度とし、鉄の触媒金属膜の膜厚は、例えば２．５ｎｍ程度とする。
下地膜の材料として窒化チタンを用い、触媒金属膜の材料としてコバルトを用いた場合には、窒化チタン膜とコバルト膜との積層構造がシリコン基板３６上に形成される。この場合、窒化チタンの下地膜の膜厚は、例えば５ｎｍ程度とし、コバルトの触媒金属膜の膜厚は、例えば２．６ｎｍ程度とする。
また、カーボンナノチューブ１２を成長する際に用いる触媒は、金属膜に限定されるものではなく、金属微粒子であってもよい。触媒として金属微粒子を用いる場合には、例えば、微分型静電分級器（ＤＭＡ：differential mobility analyzer）等を用いて、金属微粒子のサイズを制御することが好ましい。金属微粒子の材料としては、上述した触媒金属膜の材料と同様の材料を適宜用いることができる。
下地膜の材料として窒化チタンを用い、金属微粒子の触媒の材料としてコバルトを用いた場合、窒化チタンの下地膜上にコバルトの金属微粒子が存在する構造がシリコン基板３６上に形成される。この場合、窒化チタンの膜厚は例えば５ｎｍ程度とし、コバルトの金属微粒子の平均粒径は例えば３．８ｎｍ程度とする。
次に、図３（ｂ）に示すように、例えばホットフィラメントＣＶＤ（Hot Filament Chemical Vapor Deposition）法により、触媒が形成された基板３６上にカーボンナノチューブ１２を成長する。カーボンナノチューブ１２の成長条件は、例えば以下の通りとする。原料ガスとしては、アセチレンガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いる。アセチレンガスとアルゴンガスとの分圧比は、例えば１：９程度とする。成長室内における総ガス圧は、例えば１ｋＰａ程度とする。ホットフィラメントの温度は、例えば１０００℃程度とする。成長時間は、例えば２０分程度とする。このような条件でカーボンナノチューブ１２を成長すると、カーボンナノチューブ１２の成長レートは、例えば４μｍ／ｍｉｎ程度となる。こうして、長さが例えば８０μｍ程度の多層カーボンナノチューブ１２が形成される。一本の多層カーボンナノチューブ１２に含まれるカーボンナノチューブの層数は、例えば３〜６程度とする。一本の多層カーボンナノチューブ１２に含まれるカーボンナノチューブの層数の平均は、例えば４程度とする。カーボンナノチューブ１２の直径は、例えば４〜８ｎｍ程度とする。カーボンナノチューブ１２の直径の平均は、例えば６ｎｍ程度とする。また、カーボンナノチューブ１２の面密度は、例えば１×１０１１本／ｃｍ２程度となる。
なお、カーボンナノチューブ１２の成長方法は、ホットフィラメントＣＶＤ法に限定されるものではない。例えば、熱ＣＶＤ法やリモートプラズマＣＶＤ法等によりカーボンナノチューブ１２を成長することも可能である。
また、成長するカーボンナノチューブ１２は、単層カーボンナノチューブであってもよい。
カーボンナノチューブを成長する際に用いる原料は、アセチレンに限定されるものではない。例えば、メタンガス、エチレンガス等の炭化水素類を原料として用いて、カーボンナノチューブを成長してもよい。また、エタノール、メタノール等のアルコール類を原料として用いて、カーボンナノチューブを成長してもよい。
こうして、基板３６のうちの触媒が形成された領域上に、複数のカーボンナノチューブが形成される。
こうして形成された複数のカーボンナノチューブ１２の先端部側（上端部側）１４は、ランダムな方向を向いたランダム配向部となる。
一方、複数のカーボンナノチューブ１２の先端部側１４と反対側の根元部側（下端部側）１６は、基板３６の主面の法線方向に沿うように同じ方向を向いた状態となる。即ち、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、基板３６に対して垂直に配向された垂直配向部となる。
次に、図３（ｃ）に示すように、熱剥離シート（支持材）３８が取り付けられた台座４０（基板、支持体、支持材、基材）を用意する。熱剥離シート３８は、例えばポリエステルフィルムの基材（図示せず）と、基材の一方の面に形成された熱剥離接着剤層（図示せず）と、基材の他方の面に形成された感圧粘着剤層（図示せず）とを有している。熱剥離シート３８は、常温においては熱剥離接着剤層が一般の感圧粘着剤層と同様に被着体に接着し、加熱すると熱剥離接着剤層が発泡し、接着面積の低下により熱剥離接着剤層と被着体との接着力が低下して、熱剥離接着剤層が被着体から剥離されるものである。熱剥離シート３８のうちの感圧接着剤層は台座４０に接着され、熱剥離シート３８のうちの熱剥離接着剤層はカーボンナノチューブ１２の先端部側１４に接着される。かかる熱剥離シート３８としては、例えば、日東電工株式会社製の熱剥離シート（商品名：リバアルファ ３１９５Ｍ）等を用いることができる。台座４０としては、例えば石英基板を用いることができる。
次に、図４（ａ）に示すように、熱剥離シート３８が形成された台座４０を基板３６に近接させ、熱剥離シート３８の熱剥離接着層をカーボンナノチューブ１２の先端部側１４に接触させる。これにより、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４が熱剥離シート３８の熱剥離接着剤層に接着される。
次に、図４（ｂ）に示すように、熱剥離シート３８を台座４０とともに基板３６から離間させる。カーボンナノチューブ１２の先端部側１４が熱剥離シート３８の熱剥離接着剤層に接着されているため、カーボンナノチューブ１２は基板３６側から容易に剥離される。これにより、カーボンナノチューブ１２が熱剥離シート３８側に移転される。熱剥離シート３８側に移転されたカーボンナノチューブ１２は、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４、即ち、ランダム配向部が熱剥離シート３８に支持された状態となる。カーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、フリーな状態となる。
次に、図４（ｃ）に示すように、台座４０の上下を反転させる。これにより、台座４０のうちの熱剥離シート３８が取り付けられた面側が上側となり、台座４０のうちの熱剥離シート３８が取り付けられていない面側が下側となる。こうして、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４が下側に位置し、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６が上側に位置することとなる。
次に、図５（ａ）に示すように、例えばＡＬＤ法により、カーボンナノチューブ１２の表面全体を一様に覆う被膜２０ａを形成する。カーボンナノチューブ１２の表面に被膜２０ａを形成することにより、カーボンナノチューブ１２の弾性（機械的強度）を向上させることが可能となる。被膜２０ａの材料は、特に限定されるものではないが、酸化物や金属等を用いることができる。被膜２０ａの材料として用いる酸化物としては、例えば、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ハフニウム酸化物、鉄酸化物、インジウム酸化物、ランタン酸化物等が挙げられる。また、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、ニッケル酸化物、ルテニウム酸化物、シリコン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物等を、被膜２０ａの材料として用いてもよい。また、イットリウム酸化物、ジルコニウム酸化物等を被膜２０ａの材料として用いてもよい。被膜２０ａの材料として用いる金属としては、例えば、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、ランタン等が挙げられる。ここでは、例えばアルミニウム酸化物を、被膜２０ａの材料として用いる。被膜２０ａの膜厚は、特に限定されるものではないが、カーボンナノチューブ１２の弾性を適度に向上する観点からは、１ｎｍ〜２０ｎｍ程度とすることが好ましい。
次に、図５（ｂ）に示すように、カーボンナノチューブ１２の周囲に治具４２を配する。後工程において形成される支持層１８が複数のカーボンナノチューブ１２の集合体の側部に形成されるのを防止するためである。治具４２の上面の高さは、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端面の高さと同等とすることが好ましい。治具４２の表面は、例えば疎水化処理を施すことが好ましい。後工程において形成される支持層１８のうちの治具４２上に形成される部分を、治具４２から容易に剥離できるようにするためである。
次に、図５（ｃ）に示すように、例えば蒸着法により、カーボンナノチューブ１２上に支持層１８を形成する。支持層１８は、カーボンナノチューブ１２のうちの根元部側１６の上に形成される。この際、治具４２上にも支持層１８が形成される。支持層１８の材料としては、例えばパリレン樹脂を用いる。支持層１８をパリレン樹脂により形成する際には、成膜装置として、例えば、スペシャルティ・コーティング・システムズ社製の成膜装置（商品名：ＬＡＢＣＯＴＥＲ ＰＤＳ２０１０）等を用いる。原料ダイマーとしては、例えばパリレンＣを用いる。原料ダイマー粉末を、成膜装置の加熱室内に配し、例えば１７５℃で加熱することにより気化させる。気化されたダイマー蒸気は熱分解室に導かれ、例えば６９０℃で加熱されて熱分解され、反応性に富んだモノマーガスとなる。こうして生成されたモノマーガスを、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６、即ち、熱剥離シート３８により支持された複数のカーボンナノチューブ１２の上側に供給すると、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の表面において重合反応が生じる。これにより、カーボンナノチューブ１２の表面に沿ってパリレン膜１８がコンフォーマルに形成される。パリレン膜１８の膜厚は、例えば３μｍ程度とする。パリレン膜１８の膜厚は、ダイマーの量、成膜室のサイズ等に依存する。パリレンＣの質量は、例えば５．４ｇ程度とすることができるが、所望の膜厚のパリレン膜１８が得られるように適宜設定すればよい。
次に、治具４２を取り外す。これにより、支持層１８のうちの治具４２上に形成された部分が、治具４２から剥離される。
次に、図６（ａ）に示すように、熱処理を行うことにより、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６を支持層１８上に突出させる。換言すれば、カーボンナノチューブ１２により支持層１８を貫通させる。熱処理温度は、支持層１８の融解温度より高い温度とする。ここでは、熱処理温度を、例えば２８０℃程度とする。熱処理時間は、例えば１分程度とする。熱処理を行う際には、例えば台座４０側から加熱する。台座４０側から加熱すると、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４から根元部側１６に向かって熱が伝達され、支持層１８のうちのカーボンナノチューブ１２と接している部分の温度が選択的に上昇し、当該部分が選択的に融解される。熱処理を行う際には、支持層１８に対して下向きの力を加える。具体的には、支持層１８の縁部を治具（図示せず）で支持し、支持層１８を下側に移動させる。これにより、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の部分が支持層１８上に突出する。支持層１８は、カーボンナノチューブ１２の根元部１６の近傍に留まらせる。支持層１８の上面とカーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端面との間の寸法は、例えば数μｍ程度とする。
カーボンナノチューブ１２の根元部側１６に支持層１８を形成した後に、支持層１８をカーボンナノチューブ１２により貫通させるため、支持層１８のうちの一部がカーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端面に残存する場合もある。しかし、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端面に残存する支持層１８の厚さは十分に薄い。このため、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端面に残存した支持層１８により熱伝導性が過度に損なわれることはない。
図８は、パリレンのモジュラスの温度特性を示すグラフである。より具体的には、図８は、パリレンＣのモジュラスの温度特性を示すグラフである。図８における横軸は温度であり、図８における縦軸はモジュラスである。
図８から分かるように、温度を上昇させていくと、パリレンのモジュラスは急激に低下する。従って、熱処理温度を適宜設定することにより、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６を支持層１８から突出させることが可能である。
こうして、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６が支持層１８上に突出する。カーボンナノチューブ１２の根元部側１６を支持層１８上に突出するための熱処理の際には、熱剥離シート３８の熱剥離接着剤層が発泡する。これにより、熱剥離シート３８の熱剥離接着剤層とカーボンナノチューブ１２との間の接着力が低下し、カーボンナノチューブ１２を熱剥離シート３８から容易に剥離することが可能となる。
次に、図６（ｂ）に示すように、複数のカーボンナノチューブ１２を熱剥離シート３８から剥離する。
次に、図６（ｃ）に示すように、例えばＡＬＤ法により、カーボンナノチューブ１２及び支持層１８の表面全体を一様に覆うように被膜２０を形成する。支持層１８の表面に被膜２０を形成することにより、支持層１８の弾性を向上することができる。かかる被膜２０の材料は、特に限定されるものではないが、酸化物や金属等を用いることができる。被膜２０の材料として用いる酸化物や金属としては、上述したような材料が挙げられる。ここでは、例えばアルミニウム酸化物を、被膜２０の材料として用いる。被膜２０の膜厚は、特に限定されるものではないが、支持層１８の弾性を適度に向上する観点からは、支持層１８の表面に形成する被膜２０の膜厚を例えば５ｎｍ程度とすることが好ましい。
次に、図７に示すように、複数のカーボンナノチューブ１２間を充填するように、充填層２２を形成する。具体的には、充填層２２を形成するための熱可塑性樹脂の融解温度より高く、支持層１８に用いられている熱可塑性樹脂の融解温度より低い温度で、充填層２２を形成するための熱可塑性樹脂を加熱する。これにより、充填層２２を形成するための熱可塑性樹脂を融解し、融解した熱可塑性樹脂に複数のカーボンナノチューブ１２を含浸させる。熱可塑性樹脂は、温度に応じて液体と固体との間で可逆的に状態変化するものであり、室温では固体であり、加熱すると液状に変化し、冷却すると接着性を発現しつつ固体に戻る。充填層２２を形成するための熱可塑性樹脂としては、支持層１８に用いられている熱可塑性樹脂の融解温度より融解温度が低い熱可塑性樹脂を用いる。充填層２２を形成するための熱可塑性樹脂としては、例えば、上述したようなホットメルト樹脂が挙げられる。
充填層２２の融解温度は、上述したように、本実施形態による放熱構造体１０が取り付けられる発熱体２６の稼働時の発熱温度の上限値より高いことが好ましい。また、充填層２２の融解温度は、上述したように、本実施形態による放熱構造体１０を発熱体２６等に取り付けた後に行われる熱処理の温度より高いことが好ましい。
融解した熱可塑性樹脂の温度を低下させると、熱可塑性樹脂層が固化し、固化した熱可塑性樹脂により形成される充填層２２により複数のカーボンナノチューブ１２が支持された状態となる。
こうして、本実施形態による放熱構造体１０が製造される。
（電子装置の製造方法）
次に、本実施形態による放熱構造体を用いた電子装置の製造方法について図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本実施形態による電子装置の製造方法を示す工程断面図である。
次に、本実施形態による放熱構造体を用いた電子装置の製造方法について図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本実施形態による電子装置の製造方法を示す工程断面図である。
まず、図９（ａ）に示すように、回路基板２４上に、半導体素子２６を実装する。半導体素子２６は、例えば半田バンプ２８等を用いて回路基板２４に接続される。
次に、図９（ｂ）に示すように、回路基板２４上に実装された半導体素子２６上に、本実施形態による放熱構造体１０を配し、更に、ヒートスプレッダ３０を被せる。この際、カーボンナノチューブ１２の例えば先端部側１４を半導体素子２６側に位置させ、カーボンナノチューブ１２の例えば根元部側１６をヒートスプレッダ３０側に位置させる。回路基板２４上には、ヒートスプレッダ３０を固定するための有機シーラント３２等を塗布しておく。
なお、本実施形態による放熱構造体１０をヒートスプレッダ３０に予め固定しておき、放熱構造体１０が設けられたヒートスプレッダ３０を半導体素子２６に被せてもよい。
次に、図９（ｃ）に示すように、ヒートスプレッダ３０に荷重を加えた状態で熱処理を行う。熱処理温度は、充填層２２の融解温度より高く支持層１８の融解温度より低い温度とする。これにより、カーボンナノチューブ１２が支持層１８により支持された状態で、充填層２２が融解される。熱処理温度は、例えば１９５℃程度とする。熱処理時間は、例えば３０分程度とする。温度の上昇に伴って、半導体素子２６やヒートスプレッダ３０の表面の凹凸や撓みも変化する。そして、放熱構造体１０は、半導体素子２６やヒートスプレッダ３０の表面の凹凸や撓みの変化に応じて変形する。充填層２２による拘束が緩むため、放熱構造体１０内のカーボンナノチューブ１２の端部は半導体素子２６やヒートスプレッダ３０に接する状態となる。
図１０（ａ）は、ヒートスプレッダに荷重を加えた状態で熱処理を行った際における電子装置の断面の一部を示す概略図である。
図１０（ａ）に示すように、複数のカーボンナノチューブ１２の先端部側１４は、互いに絡まったような状態を維持しつつ半導体素子２６に接し、半導体素子２６の変形に追従して変形する。
一方、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、支持層１８により確実に支持されているため、著しく変位が生じることはなく、ヒートスプレッダ３０に接する。
次に、室温まで冷却することにより、充填層２２を固化するとともに、ヒートスプレッダ３０を有機シーラント３２によって回路基板２４上に固定する。この際、充填層２２の接着性が発現し、半導体素子２６とヒートスプレッダ３０とが放熱構造体１０によって接着固定される。温度の低下に伴って、半導体素子２６やヒートスプレッダ３０の表面の凹凸や撓みも変化する。
図１０（ｂ）は、室温まで冷却した後における電子装置の断面の一部を示す概略図である。
図１０（ｂ）に示すように、複数のカーボンナノチューブ１２の先端部側１４は、半導体素子２６に接した状態を維持しつつ、半導体素子２６の変形に追従して変形する。
一方、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６は、支持層１８により確実に支持されているため、著しい変位が生じることはなく、ヒートスプレッダ３０に接した状態が維持される。
従って、半導体素子２６やヒートスプレッダ３０とカーボンナノチューブ１２との間に厚い充填層２２が挟まれた状態になってしまうことはない。従って、室温に冷却した後も、半導体素子２６やヒートスプレッダ３０と放熱構造体１０との間で低い熱抵抗を維持することができる。
このように本実施形態によれば、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６を支持する支持層１８を形成する。支持層１８の融解温度は、カーボンナノチューブ１２間に充填された充填層２２の融解温度より高い。このため、アセンブリ時に充填層２２が融解しても、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６が支持層１８により確実に支持され、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６がヒートスプレッダ３０の面内方向に大きく変位してしまうことが防止される。一方、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４はランダム配向しており、互いに絡み合ったような状態になっているため、アセンブリ時にヒートスプレッダ３０の面内方向に大きく変位してしまうことはない。このため、本実施形態によれば、放熱体３０や発熱体２６とカーボンナノチューブ１２とを十分に接触させることができ、良好な放熱性を実現することができる。
（変形例）
本実施形態の変形例による放熱構造体の製造方法について図１１乃至図１２を用いて説明する。図１１及び図１２は、本変形例による放熱構造体の製造方法を示す工程断面図である。
本実施形態の変形例による放熱構造体の製造方法について図１１乃至図１２を用いて説明する。図１１及び図１２は、本変形例による放熱構造体の製造方法を示す工程断面図である。
まず、基板３６を用意する工程からカーボンナノチューブ１２を熱剥離シート３８側に移転する工程までは、図３（ａ）乃至図４（ｃ）を用いて上述した第１実施形態による放熱構造体の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
次に、図１１（ａ）に示すように、カーボンナノチューブ１２の周囲に治具４２を配する。後工程において形成される支持層１８が複数のカーボンナノチューブ１２の集合体の側部に形成されるのを防止するためである。治具４２の上面の高さは、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６の端面の高さと同等とすることが好ましい。治具４２の表面は、例えば疎水化処理を施すことが好ましい。後工程において形成される支持層１８のうちの治具４２上に形成される部分を、治具４２から容易に剥離できるようにするためである。
次に、カーボンナノチューブ１２の根元部側１６に対向するように構造物４６を配する。カーボンナノチューブ１２の根元部側１６と構造物４６との間には、間隙を形成する。間隙の大きさｄは、例えば１０μｍ程度とする。構造物４６としては、例えばシリコン基板を用いる。構造物４６の表面には、構造物４６の表面を疎水性にするための疎水化処理が施されている。構造物４６の表面を疎水性にするのは、後述する支持層１８を構造物４６から容易に剥離させるためである。
次に、支持層１８を形成するための原料ガスをカーボンナノチューブ１２と構造物４６との間の間隙に供給する。例えば、スペシャルティ・コーティング・システムズ社製の成膜装置（商品名：ＬＡＢＣＯＴＥＲ ＰＤＳ２０１０）等を用いる。原料ダイマーとしては、例えばパリレンＣを用いる。原料ダイマー粉末を、成膜装置の加熱室内に配し、例えば１７５℃で加熱することにより気化させる。気化されたダイマー蒸気は熱分解室に導かれ、例えば６９０℃で加熱されて熱分解され、反応性に富んだモノマーガスとなる。こうして生成されたモノマーガスをカーボンナノチューブ１２と構造物４６との間の間隙に供給する。こうして、カーボンナノチューブ１２と構造物４６との間隙を埋めるように支持層１８が形成される（図１１（ｂ）参照）。
次に、治具４２を取り外す。これにより、支持層１８のうちの治具４２上に形成された部分が、治具４２から剥離される。
次に、支持層１８の融解温度より高い温度で熱処理を行う。熱処理を行う際には、例えば構造物４６側から支持層１８を加熱する。支持層１８上に構造物４６が位置しているため、支持層１８は構造物４６により支持されている。このため、構造物４６側から支持層１８を加熱しても、支持層１８が著しく変形してしまうことはない。熱処理温度は、例えば２８０℃程度とする。熱処理時間は、例えば１分程度とする。融解した支持層１８は重力により下側に移動する。このため、カーボンナノチューブ１２の根元側１６の部分が支持層１８から突出した状態となる（図１１（ｃ）参照）。
次に、台座４０側から加熱することにより、熱剥離シート１８の熱剥離接着剤層を発泡させ、熱剥離シート１８の熱剥離接着剤層とカーボンナノチューブ１２との接着力を低下させる。
次に、図１２（ａ）に示すように、カーボンナノチューブ１２を熱剥離シート３８から剥離する。
この後の被膜２０を形成する工程から充填層２２を形成する工程までは、図６（ｃ）及び図７を用いて上述した放熱構造体の製造方法と同様であるため、説明を省略する（図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）参照）。
こうして本実施形態による放熱構造体が製造される（図１２（ｃ）参照）。
このように、複数のカーボンナノチューブ１２の根元部側１６に構造物４６を対向させ、複数のカーボンナノチューブ１２と構造物４６との間の間隙に支持層１８の原料を供給することにより、支持層１８を形成してもよい。そして、熱処理を行うことにより、支持層１８を複数のカーボンナノチューブ１２により貫いてもよい。
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、一実施形態の変形例では、構造物４６側から加熱したが、これに限定されるものではない。例えば、一実施形態の変形例において、台座４０側から加熱するようにしてもよい。台座４０側から加熱した場合には、カーボンナノチューブ１２の先端部側１４から根元部側１６に向かって熱が伝達され、支持層１８のうちのカーボンナノチューブ１２と接している部分が選択的に融解される。そして、支持層１８が下側に移動し、支持層１８がカーボンナノチューブ１２により貫かれる。なお、台座４０側から加熱する場合には、加熱の際に構造物４６を除去しておいてもよい。
また、一実施形態の変形例では、カーボンナノチューブ１２の表面を覆う被膜２０を、支持層１８を形成する前に形成しない場合を例に説明したが、支持層１８を形成する前にカーボンナノチューブ１２の表面を一様に覆うように被膜２０を形成してもよい。
上記実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
炭素元素の複数の線状構造体と、
前記複数の線状構造体の根元部側に形成され、前記複数の線状構造体を支持する支持層と、
前記複数の線状構造体間に充填された、前記支持層より融解温度が低い充填層と
を有することを特徴とする放熱構造体。
炭素元素の複数の線状構造体と、
前記複数の線状構造体の根元部側に形成され、前記複数の線状構造体を支持する支持層と、
前記複数の線状構造体間に充填された、前記支持層より融解温度が低い充填層と
を有することを特徴とする放熱構造体。
（付記２）
付記１記載の放熱構造体において、
前記支持層の表面を覆う被膜を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体。
付記１記載の放熱構造体において、
前記支持層の表面を覆う被膜を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体。
（付記３）
付記１又は２記載の放熱構造体において、
前記複数の線状構造体は、前記支持層を貫いている
ことを特徴とする放熱構造体。
付記１又は２記載の放熱構造体において、
前記複数の線状構造体は、前記支持層を貫いている
ことを特徴とする放熱構造体。
（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の放熱構造体において、
前記支持層は、パリレン樹脂を含む
ことを特徴とする放熱構造体。
付記１乃至３のいずれかに記載の放熱構造体において、
前記支持層は、パリレン樹脂を含む
ことを特徴とする放熱構造体。
（付記５）
付記２記載の放熱構造体において、
前記被膜は、アルミニウム酸化物を含む
ことを特徴とする放熱構造体。
付記２記載の放熱構造体において、
前記被膜は、アルミニウム酸化物を含む
ことを特徴とする放熱構造体。
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の放熱構造体において、
前記支持層は、前記線状構造体の先端部と前記線状構造体の前記根元部との中間の位置よりも前記線状構造体の前記根元部側に位置している
ことを特徴とする放熱構造体。
付記１乃至５のいずれかに記載の放熱構造体において、
前記支持層は、前記線状構造体の先端部と前記線状構造体の前記根元部との中間の位置よりも前記線状構造体の前記根元部側に位置している
ことを特徴とする放熱構造体。
（付記７）
基板上に、炭素元素の複数の線状構造体を成長する工程と、
前記複数の線状構造体の先端部を支持材により支持し、前記複数の線状構造体を前記基板側から前記支持材側に移転する工程と、
前記複数の線状構造体の根元部側に、前記複数の線状構造体を支持する支持層を形成する工程と、
前記支持層より融解温度が低い充填層を、前記複数の線状構造体間を充填するように形成する工程と
を有することを特徴とする放熱構造体の製造方法。
基板上に、炭素元素の複数の線状構造体を成長する工程と、
前記複数の線状構造体の先端部を支持材により支持し、前記複数の線状構造体を前記基板側から前記支持材側に移転する工程と、
前記複数の線状構造体の根元部側に、前記複数の線状構造体を支持する支持層を形成する工程と、
前記支持層より融解温度が低い充填層を、前記複数の線状構造体間を充填するように形成する工程と
を有することを特徴とする放熱構造体の製造方法。
（付記８）
付記７記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程の後、前記充填層を形成する工程の前に、前記支持層の表面を覆うように被膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
付記７記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程の後、前記充填層を形成する工程の前に、前記支持層の表面を覆うように被膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
（付記９）
付記７又は８記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程の後、前記充填層を形成する工程の前に、熱処理を行うことにより、前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
付記７又は８記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程の後、前記充填層を形成する工程の前に、熱処理を行うことにより、前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
（付記１０）
付記９記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程では、前記複数の線状構造体の前記先端部側から前記根元部側に熱を伝達させる
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
付記９記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程では、前記複数の線状構造体の前記先端部側から前記根元部側に熱を伝達させる
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
（付記１１）
付記９又は１０記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程では、前記複数の線状構造体の前記根元部側から前記先端部側に向かう方向の力を前記支持層に加えながら、前記熱処理を行うことにより、前記支持層を前記複数の線状導光体により貫通させる
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
付記９又は１０記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程では、前記複数の線状構造体の前記根元部側から前記先端部側に向かう方向の力を前記支持層に加えながら、前記熱処理を行うことにより、前記支持層を前記複数の線状導光体により貫通させる
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
（付記１２）
付記７乃至１１のいずれかに記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程では、前記複数の線状構造体の前記根元部側と対向するように構造物を配し、前記複数の線状構造体の前記根元部側と前記構造体との間に前記支持層の原料を供給することにより、前記支持層を形成する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
付記７乃至１１のいずれかに記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程では、前記複数の線状構造体の前記根元部側と対向するように構造物を配し、前記複数の線状構造体の前記根元部側と前記構造体との間に前記支持層の原料を供給することにより、前記支持層を形成する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
１０…放熱構造体
１２…カーボンナノチューブ、線状構造体
１４…先端部
１６…根元部
１８…支持層
２０、２０ａ…被膜
２２…充填層
２４…回路基板
２６…半導体素子、発熱体
２８…半田バンプ
３０…ヒートスプレッダ、放熱体
３２…有機シーラント
３４…電子装置
３６…基板
３８…熱剥離シート
４０…台座
４２…治具
４６…構造物
１１０…放熱構造体
１１２…カーボンナノチューブ
１１４…先端部
１１６…根元部
１２０…被膜
１２２…充填層
１２６…半導体素子
１３０…ヒートスプレッダ
１２…カーボンナノチューブ、線状構造体
１４…先端部
１６…根元部
１８…支持層
２０、２０ａ…被膜
２２…充填層
２４…回路基板
２６…半導体素子、発熱体
２８…半田バンプ
３０…ヒートスプレッダ、放熱体
３２…有機シーラント
３４…電子装置
３６…基板
３８…熱剥離シート
４０…台座
４２…治具
４６…構造物
１１０…放熱構造体
１１２…カーボンナノチューブ
１１４…先端部
１１６…根元部
１２０…被膜
１２２…充填層
１２６…半導体素子
１３０…ヒートスプレッダ
Claims (11)
- 炭素元素の複数の線状構造体と、
前記複数の線状構造体の根元部側に形成され、前記複数の線状構造体を支持する支持層と、
前記複数の線状構造体間に充填された、前記支持層より融解温度が低い充填層と
を有することを特徴とする放熱構造体。 - 請求項１記載の放熱構造体において、
前記支持層の表面を覆う被膜を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体。 - 請求項１又は２記載の放熱構造体において、
前記複数の線状構造体は、前記支持層を貫いている
ことを特徴とする放熱構造体。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放熱構造体において、
前記支持層は、パリレン樹脂を含む
ことを特徴とする放熱構造体。 - 請求項２記載の放熱構造体において、
前記被膜は、アルミニウム酸化物を含む
ことを特徴とする放熱構造体。 - 基板上に、炭素元素の複数の線状構造体を成長する工程と、
前記複数の線状構造体の先端部を支持材により支持し、前記複数の線状構造体を前記基板側から前記支持材側に移転する工程と、
前記複数の線状構造体の根元部側に、前記複数の線状構造体を支持する支持層を形成する工程と、
前記支持層より融解温度が低い充填層を、前記複数の線状構造体間を充填するように形成する工程と
を有することを特徴とする放熱構造体の製造方法。 - 請求項６記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程の後、前記充填層を形成する工程の前に、前記支持層の表面を覆うように被膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。 - 請求項６又は７記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程の後、前記充填層を形成する工程の前に、熱処理を行うことにより、前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程を更に有する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。 - 請求項８記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程では、前記複数の線状構造体の前記先端部側から前記根元部側に熱を伝達させる
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。 - 請求項８又は９記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を前記複数の線状構造体により貫通させる工程では、前記複数の線状構造体の前記根元部側から前記先端部側に向かう方向の力を前記支持層に加えながら、前記熱処理を行うことにより、前記支持層を前記複数の線状導光体により貫通させる
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。 - 請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の放熱構造体の製造方法において、
前記支持層を形成する工程では、前記複数の線状構造体の前記根元部側と対向するように構造物を配し、前記複数の線状構造体の前記根元部側と前記構造体との間に前記支持層の原料を供給することにより、前記支持層を形成する
ことを特徴とする放熱構造体の製造方法。
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