JP6739003B2 - グラファイトとその製造方法 - Google Patents
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Description
搬送部1は、熱を搬送し、熱を逃がすことで放熱する部分である。搬送部1は、グラファイトからなり、図1に示すように、グラファイトの積層構造体である。グラファイトのベーサル面が、搬送部1の表面と平行となって、グラファイトが積層されている。可撓部2も同様である。搬送部1の厚みは100μm以上であることが望ましい。熱搬送量は熱伝導率と厚みの積で決まる。そのため、搬送部1の厚みが、100μm未満であると効果的に放熱することが出来ない。
可撓部2は、可撓性、柔軟性がある部分である。可撓部2の長さLは1mm以上であることが望ましい。熱対策部品であるグラファイト10が乗り越える必要がある高さは、300μm以上必要であると思われる。つまり、グラファイト10を電子機器内で用いる場合、グラファイト10は、電子機器内の電子部品を乗り越える必要がある。グラファイト10が、電子部品を乗り越えるためには、電子部品の多くは300μm以上の高さを有することから、長さLは、電子部品の高さである300μm以上必要である。長さLの最大は3mmあればよい。熱伝達性から3mm以下が好ましい。
実施の形態であるグラファイト10は、(1)炭素質フィルム製造工程と、(2)成形準備工程と、(3)成形工程とで作製される。
炭素質フィルムとは、ガラス状のアモルファス状のカーボンである。
また、空隙率が50%よりも大きいと可撓部の熱伝導性が低下してしまうために放熱性が低下する。
実施の形態で用いることができる原料フィルムとしては、高分子フィルムであり、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリオキサジアゾール(POD)、ポリベンゾチアゾール(PBT)、ポリベンゾビスチアゾール(PBBT)、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾビスオキサゾール(PBBO)、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)、ポリフェニレンベンゾイミダゾール(PBI)、ポリフェニレンベンゾビスイミダゾール(PPBI)、ポリチアゾール(PT)が挙げられる。
実施の形態を限定するものではない。
グラファイトとなる原料フィルムとして厚み、25μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製、カプトンフィルム)を20枚重ね使用した。加圧力、昇温速度、各部の空隙率、可撓部2の長さを表1の条件で作製し、放熱性の評価結果も併せて示す。空隙率変化の条件を表1に記載しました。
実施例、比較例で得られたグラファイトの放熱性について簡易的なジグを用いて検証を行った。図3は効果検証ジグの断面図を示したものである。発熱体3の近傍に発熱体3よりも300μm高い部品4を配置した後に、各種グラファイトを押し当てる。グラファイトの発熱体3の直上5と端部6の温度を測定し、この二つの温度差が小さいほど放熱性が高いと判断した。温度差が10℃以下のものを○、それより大きいものを×と判定した。
搬送部1の空隙率+
表1の比較例1より、搬送部1の空隙率を小さくした場合(0.5%)、搬送部1のグラファイトは結晶性が高く硬くなっており、発熱体に押し当てた際に微小な割れが発生し放熱効果が低下した。
比較例3は可撓部2で段差を吸収することが出来ずに割れていたために著しく放熱性が低下した。逆に、比較例4では割れは発生していなかったが、可撓部2の熱搬送性が低いために放熱性が低下したと考えられる。一方、実施例4〜6より空隙率30%以上50%以下にした場合には高い放熱性を示した。ただし、より柔軟性を高めるため、30%より大きくした方が好ましい。よって可撓部2の空隙率は30%より大きく50%以下がよい。
比較例5より、可撓部2の長さが短い場合にはわれが発生し放熱性が著しく低下する。よって可撓部2長さは1mm以上がよい。
(1)搬送部1の空隙率は1%以上30%以下がよい。
(2)可撓部2の空隙率は30%より大きく50%以下がよい。
(3)可撓部2の長さは1mm以上がよい。
2 可撓部
3 発熱体
4 部品
5 直上
6 端部
10 グラファイト
Claims (10)
- 熱を搬送する搬送部と、
可撓性のある可撓部と、を含み、
前記搬送部の空隙率が1%以上30%以下で、前記可撓部の空隙率が30%より大きく50%以下であるグラファイト。 - 熱を搬送する搬送部と、
可撓性のある可撓部と、を含み、
酸素が3.1at%以下、窒素が4.1at%以下であるグラファイト。 - 前記搬送部と前記可撓部とは連続して形成され、前記搬送部と前記可撓部と間で、グラファイトのベーサル面が繋がっている請求項1または2に記載のグラファイト。
- 前記搬送部の間に、前記可撓部が配置された請求項1〜3のいずれか1項に記載のグラファイト。
- 前記可撓部の長さが1mm以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のグラファイト。
- 炭素の六員環構造の層間が3.73Å以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載のグラファイト。
- 前記グラファイトは、空隙以外、実質炭素のみからなる請求項1〜6のいずれか1項に記載のグラファイト。
- 少なくとも1つの原料フィルムを熱処理して、少なくとも1つの炭素質フィルムを得る工程と、
前記少なくとも1つの炭素質フィルムを含む単層構造体または多層構造体を準備する準備工程と、
不活性雰囲気中で前記単層構造体または前記多層構造体の少なくとも一部を加熱加圧する工程と、を含むグラファイトの製造方法。 - 加圧しない部分を設けた請求項8のグラファイトの製造方法。
- 前記加圧しない部分は、柔軟性がある部分であり、加圧する部分は柔軟性のない部分である請求項9のグラファイトの製造方法。
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