JP2015185562A

JP2015185562A - 電子機器とその組み立て方法、及びシート状構造体とその製造方法

Info

Publication number: JP2015185562A
Application number: JP2014058106A
Authority: JP
Inventors: 真一廣瀬; Shinichi Hirose; 水野　義博; Yoshihiro Mizuno; 義博水野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: JP6354235B2

Abstract

【課題】ヒートサイクル時に接触熱抵抗の上昇を防止して放熱効率を維持することのできるシート状構造体を用いた電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、電子部品と、放熱体と、前記電子部品と前記放熱体の間に配置されるシート状構造体と、を有し、前記シート状構造体は、前記シート状構造体の面内方向に対して垂直な方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、前記線状構造体の成長端が埋め込まれ前記シート状構造体を前記放熱体に対して接合する接着層と、前記接着層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積された被膜と、前記接着層の前記放熱体との接合面と反対側の面に形成されて、前記線状構造体を前記面内方向に結合する固定層と、を有し、前記線状構造体の前記成長端が前記放熱体と接触しており、前記被膜が施された前記線状構造体の根本が前記電子部品と接触している。【選択図】図２

Description

本発明は、シート状構造体を用いた電子機器とその製造技術に関する。

サーバーやパーソナルコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）などに用いられる電子機器は、ＬＳＩＣ（Large-Scale Integrated Circuit）チップなどの半導体素子から発する熱を効率よく放熱するために、半導体素子の直上に銅などの熱伝導性のヒートスプレッダを配置している。半導体素子とヒートスプレッダ間の熱的な接触には、インジウムシートなどが用いられている。しかしながら、インジウムの熱伝導度（８０Ｗ／ｍ・Ｋ）は高いとはいえず、半導体素子から生じる熱を効率的に放熱させるために、さらに高い熱伝導度を有する材料が望まれる。コスト面からも、インジウムよりも安価な代替材料が望ましい。

インジウムよりも高い熱伝導度を有する材料として、カーボンナノチューブが注目されている。カーボンナノチューブは、高い熱伝導度（1500〜3000Ｗ／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、ＬＳＩチップとヒートスプレッダの間に介在させるサーマルインターフェイスマテリアル（ＴＩＭ：Thermal Interface Material）として用いた場合、その熱抵抗はカーボンナノチューブ自身の熱抵抗と、カーボンナノチューブとＬＳＩチップ間及びカーボンナノチューブとヒートスプレッダ間の接触熱抵抗の和になる。

カーボンナノチューブを用いた放熱構造体として、樹脂中にカーボンナノチューブを分散した熱拡散装置や（たとえば、特許文献１参照）、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放熱構造体が提案されている（たとえば、特許文献２及び３参照）。また、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法により、カーボンナノチューブの各々を長手方向に熱伝導性の被覆層で覆って、カーボンナノチューブの束状構造体の機械的強度を高める構成が知られている（たとえば、特許文献４及び５参照）。ＡＬＤ法による被覆構成のうち、金属被覆されたカーボンナノチューブの間に樹脂を充填する構成（特許文献４参照）と、樹脂層を用いずに被覆層を介してカーボンナノチューブを互いに部分的に結合させる構成（特許文献５）が提案されている。

特開２００５−１５０３６２号公報特開２００６−１４７８０１号公報特開２００６−３０３２４０号公報特開２０１２−１９９３３５号公報特開２０１２−２３６７３９号公報

図１は、従来のＴＩＭ１３０を用いた電子機器にヒートサイクルがかかった時の状況を示す。ＴＩＭ１３０は、金属被覆されたカーボンナノチューブ１３５の間に樹脂１３７を充填して作製されたものであり、半導体チップ１２０とヒートスプレッダ１４０の間にＴＩＭ１３０が接着されている。室温時の回路基板１１１は、アセンブリ時の熱圧着の影響で多少歪んでいる。ヒートサイクルが印加され、動作時に温度が上昇すると、半導体チップ１２０と回路基板１１１は、それぞれ異なる熱膨張率で変形する。このとき、金属被覆されたカーボンナノチューブ１３５と樹脂１３７の撓み性をもってしても、ヒートサイクルによりＴＩＭ１３０の接着端に多大なストレスがかかり、ＴＩＭの剥がれによる特性不良が起こり得る。

そこで、ヒートサイクル時に接触熱抵抗の上昇を防止し、放熱効率を維持することのできるシート状構造体とこれを用いた電子機器、およびこれらの製造方法を提供する。

一つの態様では、電子機器は、
電子部品と、
放熱体と、
前記電子部品と前記放熱体の間に配置されるシート状構造体と、
を有し、
前記シート状構造体は、
前記シート状構造体の面内方向に対して垂直な方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記線状構造体の成長端が埋め込まれ、前記シート状構造体を前記放熱体に対して接合する接着層と、
前記接着層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積された被膜と
前記接着層の前記放熱体との接合面と反対側の面に形成されて、前記線状構造体を前記面内方向に結合する固定層と、
を有し、
前記線状構造体の前記成長端が前記放熱体と接触しており、
前記被膜が施された前記線状構造体の根本が前記電子部品と接触している。

ヒートサイクル時に接触熱抵抗の上昇を防止し、放熱効率を維持することができる。これにより製品の信頼性が向上する。

従来のＴＩＭを用いたときのヒートサイクル時の問題を示す図である。実施形態のシート状構造体を用いた電子機器の概略構成図である。実施形態のシート状構造体を用いた別の電子機器の概略構成図である。実施形態のシート状構造体の製造工程図である。実施形態のシート状構造体の製造工程図であり、図４（Ｂ）に引き続く工程を示す図である。実施形態の電子機器のアセンブリ工程図である。実施形態の電子機器のアセンブリ工程図である。実施形態の電子機器のアセンブリ工程図である。実施形態のシート状構造体のヒートサイクル時の動きを示す図である。

図２は、実施形態のシート状構造体３０を用いた電子機器１の概略構成図である。実施形態では、シート状構造体３０のヒートスプレッダ４０側の接触部を、接着層３７と、原子層堆積（ＡＬＤ）された金属微粒子の固定層３３で固定する。シート状構造体３０の発熱体２０との接触部は接着剤で固定せずに、ＡＬＤ法で金属コーティングしたカーボンナノチューブ３１の撓み性を利用して、発熱体との接触を維持する。

図２において、電子機器１は、基板１１上に配置された発熱体２０と、発熱体２０からの熱を放出するヒートスプレッダ４０と、発熱体２０とヒートスプレッダ４０の間に配置されるシート状構造体３０を有する。発熱体２０は、半導体チップ、あるいは複数チップを内蔵したマルチチップパッケージ等の電子部品２０であり、外部電極２１により基板１１に実装されている。

ヒートスプレッダ４０は、シーラント４５により基板１１に固定されている。ヒートスプレッダ４０は、基板１１と対向する面に、溝４１を有する。溝４１は、アセンブリ時の樹脂の回り込みを防止するための溝であるが、発明にとって必須ではない。

発熱体２０とヒートスプレッダ４０の間に、シート状構造体３０が配置されている。シート状構造体３０は、熱伝導性材料のコーティング（被膜）３４が施されたカーボンナノチューブ３１の束で形成されている。熱伝導性材料でコーティング３４がされたカーボンナノチューブ３１を便宜上、「被覆カーボンナノチューブ３５」と称する。

シート状構造体３０は、ヒートスプレッダ４０に接合される側の面に、接着層３７と、接着層３７のヒートスプレッダ４０と反対側の面に形成された固定層３３を有する。固定層３３は、コーティング３４と同じく熱伝導性の良い材料で形成されている。接着層３７と固定層３３は、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔとその近傍に設けられ、固定層３３よりもカーボンナノチューブ３１の根本側の領域にコーティング３４が設けられている。カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔにはコーティング３４がされておらず、接着層３７の内部で、一定の長さにわたってヒートスプレッダ４０と接触している。

シート状構造体３０の発熱体２０と接合される面に接着層は設けられておらず、被覆カーボンナノチューブ３５の撓み性を利用して、発熱体２０との接触が維持されている。各被覆カーボンナノチューブ３５は、コーティング３４の厚さに応じた強度と撓み性を有する。コーティング３４の厚さを大きくすることで強度は高くなるが、撓み性が小さくなる。ヒートサイクル時の発熱体２０と基板１１の変形の度合、発熱体２０のサイズ、シート状構造体３０の厚さなどに応じて、強度と撓み性が最適となる厚さにコーティングの膜厚を制御することができる。

被覆カーボンナノチューブ３５には樹脂層等による拘束がなく、成長端３１ｔの近傍だけが固定層３３で固定されているので、動きの自由度が高い。発熱体２０と接触する側はカーボンナノチューブ３１の成長の根本側なので、長さが揃っている。これらの特性により、発熱体２０や基板１１が熱変形してシート状構造体３０に厚さ方向の力がかかる場合でも、被覆カーボンナノチューブ３５の根本が発熱体２０の表面に追従して摺動し、熱的な接触を維持することができる。

また、シート状構造体３０のヒートスプレッダ４０側だけを接着固定することで、接着面に応力がかかりにくい構造となり、接着層３７の剥がれを防止することができる。

図３は、実施形態のシート状構造体３０を用いた別の例である電子機器２を示す。電子機器２は、基板１１上に、サイズの異なる発熱体２０Ａと２０Ｂを有する。近年、厚さや平面寸法の異なる半導体チップを基板１１上に配置する構造が要求されている。チップサイズや厚さが異なると、ヒートサイクル時の熱変形量も異なる。従来のＴＩＭでは、発熱体２０Ａ、２０Ｂの厚さを基準にしてＴＩＭの厚さを決定した場合でも、発熱体２０Ａ、２０Ｂの熱変形に応じてＴＩＭにかかるストレスが異なり、そのストレスバランスによってはＴＩＭの剥がれによる特性不良が起こり得る。

これに対し、図３の電子機器２では、発熱体２０Ａとヒートスプレッダ４０の間、及び発熱体２０Ｂとヒートスプレッダ４０の間にシート状構造体３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ配置されている。シート状構造体３０Ａ，３０Ｂは、図２を参照して説明したシート状構造体３０と同様の構成を有している。すなわち、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、熱伝導性材料のコーティングなしで接着層３７によりヒートスプレッダ４０に接合されている。接着層３７の成長端と反対側の面に固定層３３が配置されてカーボンナノチューブ３１の束を安定して保持している。固定層３３よりも根本側のカーボンナノチューブ３１に熱伝導性材料のコーティング３４が施され、一定の強度をもって自由に撓むことのできる被覆カーボンナノチューブ３５となっている。

シート状構造体３０Ａと３０Ｂにおいて、互いに独立して最適な撓み性が得られるように、コーティング３４の膜厚が決定されている。コーティング３４の膜厚を制御することで、発熱体２０Ａと２０Ｂの厚さや熱変形量が異なる場合でも、被覆カーボンナノチューブ３５の根本部分が発熱体２０Ａ、２０Ｂの表面に追従して接触が維持される。他方、コーティング３４が施されていないカーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、一定の長さにわたってヒートスプレッダ４０と接触した状態で接着層３７により固定されている。この構成で、ヒートサイクル時にも電子機器２の動作の信頼性を保つことができる。

図４と図５は、電子機器に組み込まれる前のシート状構造体５０の製造工程図である。図４（Ａ）で、カーボンナノチューブの形成土台として用いる基板５１を用意し、基板５１上にカーボンナノチューブ３１を成長する。カーボンナノチューブ３１は、単層カーボンナノチューブでも、多層カーボンナノチューブでもよい。カーボンナノチューブ３１の面密度は、放熱性と電気伝導性の観点から、１×１０¹⁰本／ｃｍ²以上であることが望ましい。カーボンナノチューブ１１の長さは、シート状構造体５０の用途によって決まり、特に限定されるものではないが、１００μｍ〜５００μｍ程度に設定することができる。

基板５１として、シリコン基板などの半導体基板、アルミナ（サファイア）基板、ＭｇＯ基板、ガラス基板などを用いることができる。あるいは、これらの基板上に薄膜が形成されたものであってもよく、一例としてシリコン基板上に膜厚３００ｎｍ程度のシリコン酸化膜が形成された基板を用いてもよい。

基板５１はカーボンナノチューブ３１の形成後に剥離される。この目的のもと、基板５１として、カーボンナノチューブ３１の成長温度で変質しないこと、少なくともカーボンナノチューブ３１に接する面がカーボンナノチューブ３１から容易に剥離できる材料またはカーボンナノチューブ３１に対して選択的にエッチングできる材料で構成されていることが望ましい。

カーボンナノチューブ３１を形成するために、基板５１に図示しない触媒層、たとえば厚さ２．５ｎｍのＦｅ（鉄）膜をスパッタ法により形成する。このとき、カーボンナノチューブ１１の用途に応じて触媒金属膜の配置パターンを決定する。触媒金属としてはＦｅのほか、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｐｔ（白金）又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金を用いてもよい。触媒金属膜に替えて、微分型静電分級器（differential mobility analyzer；ＤＭＡ）等を用いて、あらかじめサイズを制御して作製した金属微粒子を用いてもよい。この場合の金属種は薄膜と同様のものでよい。触媒金属膜の下地膜として、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｖ（バナジウム）、ＴａＮ（窒化タンタル）、ＴｉＳｉ_ｘ（チタンシリサイド）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）、ＴｉＯ_ｘ（酸化チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）よりなる膜又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金からなる膜を形成してもよい。例えば、Ｆｅ（２．５ｎｍ）／Ａｌ（１０ｎｍ）の積層構造、Ｃｏ（２．６ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）の積層構造等を適用することができる。金属微粒子を用いる場合は、例えばＣｏ（平均粒径３．８ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）の積層構造を適用することができる。

触媒金属膜を触媒として、基板５１上に、たとえばホットフィラメントＣＶＤ法によりカーボンナノチューブ３１を成長する。カーボンナノチューブ３１の成長条件は、たとえば原料ガスとしてアセチレン・アルゴンの混合ガス（分圧比１：９）を用い、成膜室内の総ガス圧を１ｋＰａ、ホットフィラメント温度を１０００℃、成長時間を２０分とする。これにより、層数が３〜６層（平均４層程度）、直径が４〜８ｎｍ（平均６ｎｍ）、長さが８０μｍ（成長レート：４μｍ／ｍｉｎ）の多層カーボンナノチューブ３１を成長することができる。この成長条件で形成したカーボンナノチューブ３１の面密度は、１×１０^１１本／ｃｍ^２程度である。

カーボンナノチューブ３１は、熱ＣＶＤ法やリモートプラズマＣＶＤ法などの他の成膜方法により形成してもよい。また、成長するカーボンナノチューブ３１は、単層カーボンナノチューブでもよい。また、炭素原料としては、アセチレンのほか、メタン、エチレン等の炭化水素類や、エタノール、メタノール等のアルコール類などを用いてもよい。いずれの場合も、基板５１の触媒金属膜が形成された領域上に、基板５１の表面に対して垂直配向した複数のカーボンナノチューブ３１を形成することができる。成長のメカニズム上、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔが横方向、すなわち基板５１の表面と水平な面内方向に混ざり合っているものが多い。

図４（Ｂ）で、カーボンナノチューブ３１の成長端側の一定の長さにわたって樹脂層３２を形成する。たとえば、成長したカーボンナノチューブ３１の成長端に、トータルの厚さがカーボンナノチューブ３１の長さの１／４〜１／６程度、好ましくは１／５程度の熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂シートを配置し、ベーク炉で融点温度で加熱してカーボンナノチューブ３１の隙間に含浸させて樹脂層３２を形成する。樹脂層３２の厚さは、樹脂層３２から露出するカーボンナノチューブ３１が応力を受けて撓むことのできる長さであればよい。

図５（Ａ）で、樹脂層３２を含浸させたカーボンナノチューブ３１を基板５１から剥離する。

図５（Ｂ）で、カーボンナノチューブ３１の根本側から、ＡＬＤ法を用いてカーボンナノチューブ３１及び樹脂層３２の表面を熱伝導性の材料で被覆する。便宜上、ＡＬＤ法で形成される皮膜のうち、カーボンナノチューブ３１を覆う層を「コーティング３４」、樹脂層３２の表面に形成される層を「固定層３３」とする。

ＡＬＤ被膜の材料は、カーボンナノチューブ３１の熱伝導率と同等または近似する熱伝導率を有し、ＡＬＤ法を適用することのできる材料であれば、特に限定されない。たとえば、金属や金属酸化物を用いることができる。金属酸化物を用いる場合は、アルミニウム酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ_Ｘ）、ハフニウム酸化物（ＲｕＯ_Ｘ）、鉄酸化物（ＦｅＯ_Ｘ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ_Ｘ）、ランタン酸化物（ＬａＯ_Ｘ）、モリブデン酸化物（ＭｏＯ_Ｘ）、ニオブ酸化物（ＮｂＯ_Ｘ）、ニッケル酸化物（ＮｉＯ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯ_Ｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）、バナジウム酸化物（ＶＯ_Ｘ）、タングステン酸化物（ＷＯ_Ｘ）、イットリウム酸化物（ＹＯ_Ｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ_Ｘ）等を用いることができる。ＡＬＤ被膜の材料として金属を用いる場合は、例えば、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、ランタン（Ｌａ）等を用いることができる。

ＡＬＤ被膜をアルミニウム酸化物で形成する場合は、原料ガスとしてトリメチルアルミニウム（Al(CH₃)₃）と水（H₂O）を用い、成膜温度を８０℃以上とする。被膜１２を酸化亜鉛で形成する場合は、原料ガスとしてジエチル亜鉛（Zn(C₂H₅)₂）と水（H₂O）を用い、成膜温度を８０℃以上とする。被膜１２の膜厚は特に限定されないが、カーボンナノチューブ１１の弾性を向上する観点から１ｎｍ〜２０ｎｍ程度とするのが望ましい。

固定層３３は、樹脂層３２が被覆カーボンナノチューブ３５側に流れ込むのを防止し、
複数の被覆カーボンナノチューブ３５が面内方向でつながることを可能にする。カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、ＡＬＤ被膜で覆われていない状態で樹脂層３２内にある。

図５（Ｃ）で、余分な樹脂層３２をカットしてシート状構造体５０が得られる。

図６〜図８は、図５（Ｃ）のシート状構造体を用いた電子機器のアセンブリ工程図である。図６で、シート状構造体５０をヒートスプレッダ４０の所定の位置に配置する。ヒートスプレッダ４０のシート状構造体５０を受け取る面には、溝４１が形成されている。溝４１は必須ではないが、次工程で溶融する樹脂層３２が被覆カーボンナノチューブ３５側に流れるのを防止するための樹脂逃げの溝４１として用いると有用である。

この状態では、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、まだヒートスプレッダ４０に接触していない。

図７（Ａ）で、シート状構造体５０の根本側にシリコン基板などのスペーサ６０を配置し、シート状構造体５０を配置したヒートスプレッダ４０を加熱プレス機Ｐに搭載する。

図７（Ｂ）で、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔがヒートスプレッダ４０に接触するように、加熱プレス機Ｐを駆動してシート状構造体５０をヒートスプレッダに取り付ける。加熱・加圧時の温度は、樹脂層３２の融点温度、圧力は、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔがヒートスプレッダ４０と接触できる圧力である。この加熱・加圧により樹脂層３２が溶融してその一部が溝４１内に流れ込み、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔが面内方向に曲がってヒートスプレッダ４０と接触する。

図８（Ａ）で、加熱・加圧を終了して、室温で冷却してシート状構造体３０が作り込まれたヒートスプレッダ４０が得られる。この段階で、樹脂層３２は硬化して、接着層３７となっている。

図８（Ｂ）で、ヒートスプレッダ４０に作り込まれたシート状構造体３０を、発熱体２０の上にセットして、電子機器１が完成する。被覆カーボンナノチューブ３５の根本側は発熱体２０の表面と接触し、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは接着層３７と固定層３３で固定された状態でヒートスプレッダ４０と接触している。

図９は、実施形態の構成と製造方法の効果を説明するための図である。上記の方法で作製された電子機器は、製品動作時に温度が上昇しても、膜厚制御された被覆カーボンナノチューブ３５の撓み性により、被覆カーボンナノチューブ３５の根本が発熱体２０の表面に追従して接触を維持する。ヒートサイクル時の熱変形に対して、被覆カーボンナノチューブ３５自体の弾性でコンタクトロスを抑制し、かつ接着層３７にかかるストレスを抑制することができる。

なお、カーボンナノチューブに替えて、カーボンナノロッド、カーボンナノワイヤ等の線状構造体を用いても同様の効果を得ることができる。

以下の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
電子部品と、
放熱体と、
前記電子部品と前記放熱体の間に配置されるシート状構造体と、
を有し、
前記シート状構造体は、
前記シート状構造体の面内方向に対して垂直な方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記線状構造体の成長端が埋め込まれ、前記シート状構造体を前記放熱体に対して接合する接着層と、
前記接着層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積された被膜と、
前記接着層の前記放熱体との接合面と反対側の面に形成されて、前記線状構造体を前記面内方向に結合する固定層と、
を有し、
前記線状構造体の前記成長端が前記放熱体と接触しており、
前記被膜が施された前記線状構造体の根本が前記電子部品と接触している、
ことを特徴とする電子機器。
（付記２）
前記電子部品は、厚さの異なる複数の半導体素子を含み、
各前記半導体素子と前記放熱体との間に、個別の前記シート状構造体が配置されていることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記３）
前記被膜と前記固定層は同じ熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記４）
前記線状構造体は、前記成長端から、前記線状構造体の長さの１／４〜１／６の部分が前記樹脂層に埋め込まれていることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記５）
前記放熱体は前記電子部品と対向する面に溝を有し、
前記接着層の一部が前記溝内にあることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記６）
前記被膜がなされた前記線状構造体は、前記電子部品の動作状態に応じて撓み可能であることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記７）
第１の方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記の線状構造体の成長端が埋め込まれている樹脂層と、
前記樹脂層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積による被膜と、
前記樹脂層の前記成長端から離れる側の面に形成されて、前記線状構造体を前記第１の方向と直交する第２の方向に結合する固定層と、
を有することを特徴とするシート状構造体。
（付記８）
前記被膜と前記固定層は同じ熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする付記７に記載のシート状構造体。
（付記９）
前記線状構造体は、前記成長端から、前記線状構造体の長さの１／４〜１／６の部分が前記樹脂層に埋め込まれていることを特徴とする付記７に記載のシート状構造体。
（付記１０）
基板上に複数の炭素元素の線状構造体を成長し、
前記線状構造体の成長端に樹脂層を形成し、
前記線状構造体を前記基板から剥離して、原子層堆積法により前記樹脂層から突出する前記線状構造体の根本側から各前記線状構造体に被膜(34)を形成すると同時に、前記樹脂層の表面に前記線状構造体を前記樹脂層の面内方向に結合する固定層を形成する、
ことを特徴とするシート状構造体の製造方法。
（付記１１）
前記線状構造体を覆う前記被膜の膜厚を調整することによって前記被膜が施された前記線状構造体の撓み性を制御する、
ことを特徴とする付記１０に記載のシート状構造体の製造方法。
（付記１２）
付記７に記載のシート状構造体を準備し、
前記シート状構造体を、前記樹脂層が放熱体の側を向くようにして前記放熱体上に配置し、
前記加熱加圧により、前記線状構造体の前記成長端を前記放熱体に接触させて前記シート状構造体を前記放熱体に接合し、
前記放熱体に接着された前記シート状構造体を電子部品上に配置して、前記線状構造体の根本を前記電子部品に接触させる、
ことを特徴とする電子機器の組み立て方法。
（付記１３）
前記加熱加圧により前記樹脂層を溶融し、溶融した樹脂の一部を前記放熱体に形成された溝に逃がすことを特徴とする付記１２に記載の電子機器の組み立て方法。

１、２電子機器
２０発熱体（電子部品）
３０、５０シート状構造体
３１カーボンナノチューブ
３１ｔ成長端
３２樹脂層
３３固定層
３４熱伝導性材料のコーティング（被膜）
３５被覆カーボンナノチューブ
３７接着層

Claims

一つの態様では、電子機器は、
電子部品と、
放熱体と、
前記電子部品と前記放熱体の間に配置されるシート状構造体と、
を有し、
前記シート状構造体は、
前記シート状構造体の面内方向に対して垂直な方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記線状構造体の成長端が埋め込まれ、前記シート状構造体を前記放熱体に対して接合する接着層と、
前記接着層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積された被膜と、
前記接着層の前記放熱体との接合面と反対側の面に形成されて、前記線状構造体を前記面内方向に結合する固定層と、
を有し、
前記線状構造体の前記成長端が前記放熱体と接触しており、
前記被膜が施された前記線状構造体の根本が前記電子部品と接触している、
ことを特徴とする電子機器。
前記電子部品は、厚さの異なる複数の半導体素子を含み、
各前記半導体素子と前記放熱体との間に、個別の前記シート状構造体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
第１の方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記の線状構造体の成長端が埋め込まれている樹脂層と、
前記樹脂層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積による被膜と、
前記樹脂層の前記成長端から離れる側の面に形成されて、前記線状構造体を前記第１の方向と直交する第２の方向に結合する固定層と、
を有することを特徴とするシート状構造体。
前記線状構造体は、前記成長端から、前記線状構造体の長さの１／４〜１／６の部分が前記樹脂層に埋め込まれていることを特徴とする請求項３に記載のシート状構造体。
基板上に複数の炭素元素の線状構造体を成長し、
前記線状構造体の成長端に樹脂層を形成し、
前記線状構造体を前記基板から剥離して、原子層堆積法により前記樹脂層から突出する前記線状構造体の根本側から各前記線状構造体に被膜を形成すると同時に、前記樹脂層の表面に前記線状構造体を前記樹脂層の面内方向に結合する固定層を形成する、
ことを特徴とするシート状構造体の製造方法。
前記線状構造体を覆う前記被膜の膜厚を調整することによって前記被膜が施された前記線状構造体の撓み性を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載のシート状構造体の製造方法。
請求項３に記載のシート状構造体を準備し、
前記シート状構造体を、前記樹脂層が放熱体の側を向くようにして前記放熱体上に配置し、
前記加熱加圧により、前記線状構造体の前記成長端を前記放熱体に接触させて前記シート状構造体を前記放熱体に接合し、
前記放熱体に接着された前記シート状構造体を電子部品上に配置して、前記線状構造体の根本を前記電子部品に接触させる、
ことを特徴とする電子機器の組み立て方法。
前記加熱加圧により前記樹脂層を溶融し、溶融した樹脂の一部を前記放熱体に形成された溝に逃がすことを特徴とする請求項７に記載の電子機器の組み立て方法。