WO2016208690A1 - 熱輸送構造体、およびその製造方法 - Google Patents

熱輸送構造体、およびその製造方法 Download PDF

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heat
heat conductive
hole
thermal conductivity
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聡志 奥
真琴 沓水
西川　泰司
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株式会社カネカ
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    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a heat transport structure and a method for manufacturing the heat transport structure.
  • Patent Document 1 discloses a heat conductive material in which a thermal via constructed from an isotropic material is press-fitted into a hole of a graphite planar element and closely fitted. Is disclosed. Further, as a heat conduction structure that solves such a problem, Patent Document 2 discloses a heat conduction structure of a printed board in which conductor layers on both sides of an insulating substrate are connected by a heat conduction member.
  • the present invention makes it possible to smoothly transfer heat between a first heat conductive material and a second heat conductive material, and to provide a heat transport structure excellent in heat transfer efficiency, and a method for manufacturing the heat transport structure.
  • the purpose is to provide.
  • the present inventors provide a heat transport structure that is excellent in heat transfer efficiency, and the second heat conductive material has a high fitting strength on the inner surface of the through hole of the first heat conductive material. It has been found that it is effective to be retained, and the present invention has been completed. That is, this invention consists of the following structures.
  • a through-direction of the through hole is a vertical direction of the first heat-conductive material, and the second heat-conductive material is held on the inner surface of the through-hole, It has a fitting strength of 0.5 N / mm or more per unit circumference, and the thermal conductivity of the second thermal conductive material in the vertical direction of the first thermal conductive material is that of the first thermal conductive material.
  • a through-direction of the through hole is a vertical direction of the first heat-conductive material
  • the second heat-conductive material has a columnar shape with a swelled side surface.
  • a heat transport structure in which the thermal conductivity of the second thermal conductive material in the vertical direction of the thermal conductive material is higher than the thermal conductivity in the vertical direction of the first thermal conductive material.
  • a first heat conductive material having a thermal conductivity in a plane direction higher than a thermal conductivity in a direction perpendicular to the plane direction, and a second heat fitted in the through hole of the first heat conductive material.
  • a through-hole passing direction is a vertical direction of the first heat-conducting material, and a surface roughness Rz of an inner surface of the through-hole of the first heat-conducting material is 3.5 ⁇ m.
  • the heat transport structure is configured as described above, and the thermal conductivity of the second thermal conductive material in the vertical direction of the first thermal conductive material is higher than the vertical thermal conductivity of the first thermal conductive material.
  • a plurality of fixing portions that are portions where the second heat conductive material is held;
  • the heat transport structure according to any one of [1] to [4], further comprising a heat transfer portion disposed between the fixed portions.
  • the first heat conductive material includes graphite, and the heat transfer unit has a thermal conductivity ( ⁇ 1) in a plane direction derived by an optical alternating current method of 500 W / m ⁇ K or more, and The heat transport structure according to [5], wherein the thermal conductivity in the vertical direction derived by the frequency change method is 25 W / m ⁇ K or less.
  • a fitting step of fitting the heat conduction material of 2 into the through hole, and the volume of the second heat conduction material is in the range of 80% to 150% with respect to the volume of the through hole. Manufacturing method of heat transport structure.
  • the thermal conductivity of the second thermal conductive material in the vertical direction of the first thermal conductive material is higher than the thermal conductivity in the vertical direction of the first thermal conductive material.
  • the present invention has an effect that heat can be transferred smoothly and a heat transport structure having excellent heat transfer efficiency can be provided.
  • Sectional drawing seen from the side of the heat transport structure of this invention is shown.
  • the top view of the heat transport structure of this invention is shown.
  • Sectional drawing seen from the side surface concerning the temperature measurement of the heat transfer part of the heat transport structure of this invention is shown.
  • Sectional drawing seen from the side of one preferable form of a fitting process in the manufacturing method of the heat transport structure of this invention is shown.
  • the top view of one preferable form of a fitting process in the manufacturing method of the heat transport structure of this invention is shown.
  • Sectional drawing of the preferable one form of the 2nd heat conductive material in the heat transport structure of this invention is shown.
  • the heat transport structure 5 of the present invention is for transporting heat from a specific location to another location away from the specific location.
  • the material 1 and the second heat conductive material 2 are included.
  • the heat transport structure 5 includes a fixed portion 4 that is a portion where the second heat conductive material 2 is held, and a heat transfer portion 3 disposed between the fixed portion 4 and the fixed portion 4. It is preferable.
  • the 1st heat conductive material in this invention is demonstrated.
  • the first thermal conductive material has a higher thermal conductivity in the plane direction than that in the vertical direction.
  • the surface direction is a direction parallel to the planar direction of the first heat conductive material having a substantially planar shape, and indicates the arrow direction of the surface direction 19 in FIGS. 1 and 2.
  • the vertical direction is a direction perpendicular to the plane direction of the first heat conductive material described above, and indicates the arrow direction of the vertical direction 20 in FIGS. 1 and 2.
  • the first thermal conductive material has high thermal conductivity in the plane direction means that the structure of the first thermal conductive material 1 is oriented in the plane direction 19. Since the first heat conductive material 1 has a high thermal conductivity in the surface direction 19, it is possible to efficiently transfer heat in the surface direction 19. Further, since the structure of the first heat conductive material 1 is oriented in the plane direction 19, the slidability of the second heat conductive material 2 with respect to the first heat conductive material 1 is reduced, and the through hole 18 The fitting strength of the second heat conductive material 2 per unit circumference is excellent.
  • the first heat conductive material 1 may be formed of one sheet-like material or may be formed by laminating a plurality of sheet-like materials.
  • the first heat conductive material 1 has a through hole 18.
  • the through direction of the through hole 18 is the vertical direction 20 of the first heat conductive material 1.
  • the vertical direction 20 is the thickness direction of the first heat conductive material described above and does not necessarily need to be 90 degrees with respect to the plane direction. For example, it may be tilted by an angle of 20 degrees or less from a direction of 90 degrees with respect to the horizontal direction, may be tilted by an angle of 10 degrees or less, or may be tilted by an angle of 5 degrees or less. .
  • the first thermal conductive material 1 can be appropriately selected as long as the thermal conductivity in the plane direction 19 is higher than the thermal conductivity in the vertical direction 20.
  • the first thermal conductive material 1 is preferably a material containing graphite or a material containing a metal foil and a resin (more specifically, a material made of a metal foil and a resin). Particularly preferred are materials comprising graphite.
  • the material containing graphite used as the first heat conducting material include “a plate-like material made only of graphite”, “a material obtained by molding graphite powder into a plate or sheet”, “a graphite sheet and an adhesive layer,” And a laminate material ".
  • the thermal conductivity in the plane direction is higher than the thermal conductivity in the vertical direction because the crystal structure of graphite is oriented in the plane direction.
  • the material containing graphite is preferably “a laminate material made of a graphite sheet and an adhesive layer”. .
  • the first production method of the graphite sheet used in the present invention is a method for obtaining a graphite sheet by expanding natural graphite as a raw material. Specifically, after graphite powder is immersed in an acid such as sulfuric acid to produce a graphite intercalation compound, this is foamed by heat treatment to separate the graphite layers. After exfoliation, the graphite powder can be obtained by washing the graphite powder to remove the acid and rolling it into a roll.
  • the second method for producing a graphite sheet preferably used for the purpose of the present invention is a method for producing a polymer graphite sheet by heat-treating a polymer film such as a polyimide resin.
  • the polymer film as a starting material is preheated to a temperature of about 1000 ° C. under reduced pressure or in an inert gas to be carbonized to obtain a carbonized film.
  • the carbonized film is graphitized by heat-treating to a temperature of 2800 ° C. or higher in an inert gas atmosphere to obtain a graphite sheet having a good graphite crystal structure and excellent thermal conductivity. be able to.
  • the 2nd heat conductive material in this invention is demonstrated.
  • the thermal conductivity of the second thermal conductive material in the vertical direction of the first thermal conductive material is higher than the thermal conductivity of the first thermal conductive material in the vertical direction.
  • Heat transport capable of smoothly transferring heat because the thermal conductivity of the second thermal conductive material in the vertical direction of the first thermal conductive material is higher than the thermal conductivity in the vertical direction of the first thermal conductive material.
  • a structure is obtained.
  • the second heat conductive material is not particularly limited, and can be appropriately selected as long as it has a heat conductivity higher than that of the first heat conductive material in the vertical direction. It is. From the viewpoint of thermal conductivity, the second thermal conductive material is preferably a metal material, a ceramic material, a graphite material, or a composite material thereof.
  • the second heat conducting material is a metal material having ductility such as gold, silver, copper, aluminum, because it is deformed through the fitting process and has excellent fitting strength per unit circumference of the through hole. Nickel, SUS, or a composite material thereof is particularly preferable.
  • the second heat conducting material is formed of a composite material (for example, a second heat conducting material in which the upper part is made of material A and the lower part is made of material B), the difference between the strength of material A and the strength of material B is utilized. In other words (in other words, using the difference in ease of crushing when a force is applied), a plurality of bulges formed on the side surfaces described later can be formed.
  • the second heat conducting material has a thermal conductivity of the second heat conducting material in the vertical direction of the first heat conducting material more than twice, more preferably. Is preferably 10 times or more, more preferably 40 times or more, from the viewpoint of obtaining a heat transport structure capable of transferring heat more smoothly.
  • the shape of the second heat conductive material is not particularly limited, but is preferably a columnar shape.
  • a straight columnar shape may be used, but from the viewpoint of improving the fitting strength, a columnar shape with side surfaces bulging is preferable.
  • the “columnar shape in which the side surface swells” intends a columnar shape having a region protruding outward on the side surface.
  • the side surface of the second heat conductive material may be continuously expanded or the side surface may be expanded stepwise. From the viewpoint of easily producing the heat transport structure of the present invention (for example, easily inserting the second heat conductive material into the through hole), the second heat conductive material continuously inflates the side surface. It is preferable. Further, the bulge formed on the side surface may be one or plural.
  • the second heat conductive material has an upper surface and a lower surface, and the shape of the upper surface and the shape of the lower surface may be the same or different. From the viewpoint of easily producing the heat transport structure of the invention (for example, easily inserting the second heat conductive material into the through hole), the same is preferable. Further, the area of the upper surface and the area of the lower surface may be the same or different, but the heat transport structure of the present invention can be easily manufactured (for example, the second hole can be easily formed into the through hole). From the viewpoint of inserting a heat conductive material, the same is preferable.
  • the specific form of the columnar shape is not particularly limited, and examples thereof include a columnar shape and a polygonal columnar shape.
  • the cylindrical shape with the expanded side surface is a circle in which the diameter of the portion 17 with the expanded side surface is larger than the diameter of the upper surface 24 or the lower surface 16 of the second heat conducting material 2, whichever is larger.
  • the diameter of the circumscribed circle of the swelled portion 17 on the side surface is larger than the larger of the circumscribed circle diameter of the upper surface 24 or the lower surface 16. May be.
  • the case where the upper surface or the lower surface of the second heat conductive material 2 is a pseudo circle or a polygon.
  • the diameter of the upper surface and the lower surface of the second heat conductive material is preferably in the range of 0.20 mm or more and 50.00 mm or less. In consideration of the side area per volume of the material, it is particularly preferably in the range of 1.00 mm to 30.00 mm. If the diameters of the upper surface and the lower surface of the second heat conductive material are within a preferable range, heat can be transferred more smoothly between the first heat conductive material and the second heat conductive material. Further, the through hole may not be circular, but may be a pseudo circle or a polygon, but is preferably circular from the viewpoint of fitting strength.
  • the degree of the side surface expansion is not particularly limited, but the fitting strength It is preferable that the diameter of the portion 17 where the side surface bulges is larger in the range of 0.1 mm or more and 2 mm or less, and 0.3 mm or more and 1 mm or less compared to the larger diameter of the upper surface 24 or the lower surface 16 It is more preferable that it is large in the range. More preferably, the side surface swelled portion 17 (for example, the side surface swelled most part 17) with respect to the larger diameter (A1) of the diameters of the upper surface 24 and the lower surface 16 of the second heat conducting material 2 is larger.
  • the ratio (B1 / A1) of the cross-sectional diameter (B1) is 1.01 or more, most preferably 1.05 or more.
  • the diameter (A2) whichever is larger of the diameters of the circumscribed circles of the upper surface 24 and the lower surface 16 of the second heat conductive material 2 is used.
  • the ratio (B2 / A2) of the diameter (B2) of the circumscribed circle of the cross section of the portion 17 where the side surface is swollen is 1.01 or more, most preferably 1. .05 or more.
  • the thickness of the second heat conductive material 2 is preferably 100 ⁇ m or more and 5000 ⁇ m or less, and more preferably 200 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less from the viewpoint of improving the heat transport performance of the heat transport structure.
  • the 2nd heat conductive material of this invention is fitted by the through-hole of the 1st heat conductive material.
  • the second heat conductive material is held on the inner surface of the through hole. Thereby, heat can be smoothly transferred between the first heat conductive material and the second heat conductive material.
  • the second heat conductive material of the present invention is fitted into the through hole of the first heat conductive material.
  • the shape of the through hole formed in the first heat conductive material and the second heat conductive material. are in a complementary relationship.
  • the second heat conductive material is held by the inner surface of the through hole means that the inner surface of the through hole of the first heat conductive material and the side surface of the second heat conductive material are brought into contact with each other (for example, Means a state in which the second heat conductive material is held by the first heat conductive material.
  • the second heat conductive material of the present invention has a fitting strength of 0.5 N / mm or more per unit circumferential length of the through hole of the first heat conductive material with respect to the first heat conductive material.
  • the fitting strength per unit circumference of the through hole is 0.5 N / mm or more, heat can be smoothly transferred between the first heat conductive material and the second heat conductive material, and heat transfer efficiency can be improved. An excellent heat transport structure can be obtained.
  • fitting strength is the first heat conductive material 1 of the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2.
  • a load is applied to the central portion 21 in the surface direction 19 of the second heat conductive material 2, and a load is applied when the second heat conductive material 2 falls out of the first heat conductive material 1.
  • Evaluation is made by dividing the longer perimeter of the upper surface 24 or the lower surface 16 of the second heat conductive material 2 by the previously measured value.
  • the surface roughness Rz of the inner surface of the through hole of the first heat conducting material is an average value of two measured values measured in accordance with JIS B0601 and 2001 at two locations on the inner surface of the through hole of the first heat conducting material. Is calculated as
  • the surface roughness Rz of the inner surface of the through hole of the first heat conductive material is preferably 3.5 ⁇ m or more, more preferably 3.5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and more preferably 5 ⁇ m or more and 180 ⁇ m or less. Preferably, it is 6 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the thermal contact is performed.
  • the first heat conductive material is a graphite sheet
  • the graphite sheet protrudes from the through-hole, and when the second heat conductive material is fitted, the graphite sheet is bent, and the end surface of the graphite sheet
  • the second heat conducting material is in contact with the surface and heat exchange between the first heat conducting material and the second heat conducting material is promoted.
  • the surface roughness Rz of the inner surface of the through hole of the first heat conductive material is 200 ⁇ m or less, it is preferable because the adhesion between the first heat conductive material and the second heat conductive material and the contact area increase.
  • the first heat conductive material is a graphite sheet, it is preferable because powder falling of the graphite sheet can be suppressed when the second heat conductive material is fitted.
  • the fixing part refers to a part that receives heat from the heat source or a part that transfers heat to the cooling source, and is indicated by a fixing part 4 in FIGS. 1 and 2. That is, the fixing portion 4 includes a portion that holds the second heat conductive material 2 and the second heat conductive material 2 of the first heat conductive material 1.
  • the heat generation source is defined as a portion that generates heat, and can include, for example, an element such as a CPU arranged inside an electronic device during operation.
  • a cooling source is defined as a location that absorbs heat, for example, when a CPU arranged inside an electronic device in operation is considered as a heat source, fins attached to the main body casing of the electronic device or the electronic device, Peltier elements can be mentioned.
  • two or more fixing portions of the present invention can be provided for each heat transport structure.
  • the fixing portions can be attached to a plurality of heat sources with one heat transport structure.
  • the heat transport structure can pass the heat of a plurality of heat sources simultaneously to the cooling source.
  • a fixing part can be attached to a plurality of cooling sources with one heat transport structure.
  • the heat transport structure can also pass the heat of the heat source to a plurality of cooling sources at the same time. Therefore, when the heat transport structure has three or more fixing portions, it is preferable in that the number of heat transport members can be reduced.
  • the heat transport structure has a plurality of second heat conducting materials per fixing portion. It is preferable to include 4 to 10 second heat conductive materials. When the heat transport structure includes a preferable number of the second heat conductive materials, it is possible to enable smooth heat transfer between the first heat conductive material and the second heat conductive material.
  • the size and planar shape of the fixing portion of the present invention are not particularly limited as long as the second heat conductive material 2 is included, and can be appropriately determined depending on the size of the heat source and the cooling source.
  • the size of the fixing portion is preferably the same size as the heat generation source and the cooling source.
  • the size of the fixing portion is preferably a polygon (for example, a quadrangle) with one side being 5 mm or more and 200 mm or less, and one side being 10 mm or more. It is more preferable that it is a polygon (for example, square) of 100 mm or less.
  • the thickness of the fixing part is not particularly limited, but is preferably 100 ⁇ m or more and 50 mm or less, more preferably 300 ⁇ m or more and 10 mm or less from the viewpoint that a heat transport structure excellent in heat transport performance is easily obtained. preferable.
  • the second heat conductive material As the arrangement of the second heat conductive material, heat from the heat source is evenly received by one fixed part, and heat is easily transferred from the other fixed part to the cooling part. It is preferable that the conductive materials are evenly arranged at equal intervals.
  • the heat transfer part of the present invention will be described.
  • the heat transfer part indicates a place arranged between the fixed parts, and is indicated by the heat transfer part 3 in FIGS. 1 and 2.
  • the heat transfer part 3 is a part intended to transfer heat from one fixing part 4 that receives heat from the heat source to the other fixing part 4 for transferring heat to the cooling source.
  • the fixing part 4 of the present invention is a part that receives heat from the heat source and a part that transfers heat to the cooling source, and the heat transfer part 3 is connected to the fixing part 4 corresponding to the above-described part. It is sandwiched.
  • the length 22 of the heat transfer section 3 shown in FIGS. 1 and 2 is not particularly limited, but is 30 mm or more and 500 mm or less from the viewpoint of obtaining a heat transport structure having good heat transfer. Is preferred.
  • the width 23 of the heat transfer section 3 shown in FIG. 2 is not particularly limited, but is preferably 5 mm or more and 200 mm or less from the viewpoint of obtaining a heat transport structure having good heat transfer. More preferably, it is 100 mm or less.
  • the thickness 13 of the heat transfer section 3 shown in FIG. 1 is not particularly limited, but is preferably 50 ⁇ m or more and 5000 ⁇ m or less from the viewpoint of obtaining a heat transport structure having good heat transfer, and 100 ⁇ m. More preferably, it is 1000 ⁇ m or less.
  • the planar shape of the heat transfer section 3 is not particularly limited, and can be any shape such as a rectangle or trapezoid whose sides are straight or curved, but good heat transfer. In view of enabling heat transfer in the shortest path, a rectangle having a straight line is preferable.
  • the first heat conductive material forming the heat transfer part is preferably a material containing graphite.
  • the material containing graphite is derived by an optical alternating current method.
  • the thermal conductivity ( ⁇ 1) in the surface direction of the heat transfer portion is 500 W / m ⁇ K or more, and is derived by a frequency change method.
  • the thermal conductivity in the vertical direction of the heat transfer section is preferably 25 W / m ⁇ K or less.
  • the thermal conductivity in the plane direction derived by the optical alternating current method The thermal conductivity ( ⁇ 1) in the plane direction of the heat transfer portion of the present invention is obtained by measuring the thermal diffusivity in the plane direction of graphite contained in the first thermal conductive material by the optical alternating current method, and using the following equation (1): Can be calculated.
  • ⁇ 1 is the thermal conductivity of the first thermal conductive material
  • ⁇ is the thermal diffusivity of the first thermal conductive material
  • d is the density of the first thermal conductive material
  • Cp is the specific heat capacity of the first thermal conductive material. It represents.
  • the thermal diffusivity, density, and specific heat capacity in the plane direction of the material containing graphite can be obtained by the method described below.
  • the outermost surface of the material containing graphite is covered with a resin film or a resin tape, it is necessary to peel the material to expose the material containing graphite.
  • the thermal diffusivity in the surface direction of the material containing graphite is about a graphite sample cut into a shape of 4 mm ⁇ 40 mm using LaserPit, which is a thermal diffusivity measuring device by an optical alternating current method, manufactured by ULVAC-RIKO Co., Ltd. It can be measured under an AC condition of 10 Hz in an atmosphere of 20 ° C.
  • the specific heat capacity of the material containing graphite should be measured from 20 ° C. to 260 ° C. under a temperature rising condition of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter DSC220CU which is a thermal analysis system manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd. Can do.
  • the density of the material containing graphite can be calculated by measuring the weight and thickness of a 100 mm ⁇ 100 mm sample and dividing the measured weight value by the measured volume value.
  • the thermal conductivity in the surface direction of the material containing graphite by the optical alternating current method is preferably 500 W / m ⁇ K or more, but is 1000 W / m ⁇ K or more. More preferably, it is 1200 W / m ⁇ K or more.
  • the thermal conductivity in the surface direction of the heat transfer part has a heat conductivity of 500 W / m ⁇ K or more, a heat transport structure having high thermal performance can be obtained.
  • the first heat conductive material forming the heat transfer part contains graphite, the weight of the heat transport structure is greatly reduced compared to the case of using a metal heat conductive material such as copper or aluminum. It is possible to reduce the weight of the electronic device.
  • the thermal conductivity in the vertical direction of the heat transfer portion of the present invention can be calculated by the equation (1) by measuring the vertical thermal diffusivity of the material containing graphite by the frequency change method.
  • the thermal diffusivity of the first heat conductive material in the vertical direction was measured using a thermoweb analyzer TA3 which is a thermophysical property measuring apparatus manufactured by Bethel Co., Ltd., and a sample of a material containing graphite cut into a shape of 20 mm ⁇ 20 mm, It can be measured by the frequency change method in an atmosphere of 20 ° C.
  • the thermal conductivity in the vertical direction of the heat transfer section of the present invention is preferably 25 W / m ⁇ K or less.
  • the thermal conductivity in the vertical direction of the heat transfer section is 25 W / m ⁇ K or less, the orientation of the graphite is high, so the first heat conductive material and the second heat conductive material It becomes difficult for the heat conductive material to slide, and as a result, the fitting strength is easily increased.
  • the thickness of the heat transfer part can be measured with an average thickness at any 10 points in a thermostatic chamber at 25 ° C. using a thickness gauge HElDENH: AIN-CERTO manufactured by HEIDENHAIN Co., Ltd.
  • the heat transfer unit derived from the thermal conductivity ( ⁇ 1) in the surface direction of the heat transfer unit, derived from the optical alternating current method, and the temperature measurement of the heat transfer unit when heat is input to the fixed unit.
  • the heat transfer efficiency ( ⁇ 2 / ⁇ 1) calculated from the thermal conductivity ( ⁇ 2) in the plane direction is preferably 0.60 or more.
  • the thickness of the heat transfer part is preferably 100 ⁇ m or more.
  • thermo conductivity derived from temperature measurement A method for measuring the thermal conductivity ( ⁇ 2) in the plane direction is shown in FIG.
  • the heat conductivity ( ⁇ 2) in the surface direction of the heat transfer part 3 of the present invention is such that when the heater 6 is connected to one fixed part 4 and the other fixed part 4 is immersed in the water tank 8, both ends of the heat transfer part 3 It can derive
  • P is the output of the heater 6
  • L is the length of the heat transfer unit 3
  • A is the cross-sectional area of the heat transfer unit 3
  • T is the temperature difference in the side temperature part at both ends of the heat transfer unit 3.
  • ⁇ 2 is the thermal conductivity of the entire heat transfer unit 3
  • ⁇ 1 is the thermal conductivity of graphite constituting the heat transfer unit 3. It can be said that the larger the value of ⁇ 2 / ⁇ 1 (the closer it is to 1), the heat transport structure is drawing out the ability of graphite.
  • Heat transfer density Calculated from the thermal conductivity ( ⁇ 2) in the surface direction of the heat transfer unit and the density (D) of the heat transfer unit, which are derived from the temperature distribution measurement of the heat transfer unit when heat is input to the fixed unit.
  • the heat transfer density ( ⁇ 2 / D) is preferably 0.50 W ⁇ m 2 / K ⁇ kg or more.
  • the heat transfer density ( ⁇ 2 / D) is calculated by dividing the thermal conductivity ( ⁇ 2) in the surface direction of the heat transfer unit by the density (D) of the heat transfer unit.
  • the thermal conductivity ( ⁇ 2) in the surface direction of the heat transfer part is derived from the temperature distribution measurement of the heat transfer part when heat is input to the fixed part.
  • the density (D) of the heat transfer part is calculated by measuring the weight and thickness of a 100 mm ⁇ 100 mm sample of the first heat conducting material and dividing the volume from the weight. If the heat transfer density ( ⁇ 2 / D) is 0.50 W ⁇ m 2 / K ⁇ kg or more, the heat transport structure can be said to be capable of heat transport at high density.
  • a first heat conductive material and a second heat conductive material are manufactured, and a through hole forming step for forming a through hole in a direction perpendicular to the first heat conductive material is performed.
  • the first heat conductive material may be either “a laminate material made of a graphite sheet and an adhesive layer” or “a plate-like material made only of graphite” in terms of both thermal conductivity and fitting strength. preferable.
  • the resin constituting the adhesive layer of the “laminate material composed of the graphite sheet and the adhesive layer” is, for example, a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin.
  • thermosetting resin PU (polyurethane), phenol resin, urea resin, melamine resin, guanamine resin, vinyl ester resin, unsaturated polyester, oligoester acrylate, diallyl phthalate, DKF resin (a kind of resorcinol resin),
  • examples include xylene resin, epoxy resin, furan resin, PI (polyimide-based) resin, PEI (polyetherimide) resin, PAI (polyamideimide) resin, PPE (polyphenylene ether), and the like.
  • a resin containing an epoxy resin or a urethane resin is preferable because of a wide range of material selection and excellent adhesion with a graphite sheet.
  • Thermoplastic resins include ionomer, isobutylene maleic anhydride copolymer, AAS (acrylonitrile-acryl-styrene copolymer), AES (acrylonitrile-ethylene-styrene copolymer), AS (acrylonitrile-styrene copolymer), ABS ( Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), ACS (acrylonitrile-chlorinated polyethylene-styrene copolymer), MBS (methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer), ethylene-vinyl chloride copolymer, EVA (ethylene-acetic acid) Vinyl copolymer), EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), EVOH (ethylene vinyl alcohol copolymer), polyvinyl acetate, chlorinated vinyl chloride, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, carboxybi Polymer, ketone resin
  • thermosetting resin and thermoplastic resin constituting these adhesive layers are dissolved in water or an organic solvent to form an adhesive, and this adhesive is applied to a graphite sheet to form an adhesive layer, and the graphite sheets are bonded to each other.
  • a “laminated body composed of a graphite sheet and an adhesive layer” can be produced.
  • the thermosetting resin and the thermoplastic resin constituting the adhesive layer are previously formed into a film shape and used as an adhesive film or a laminate to produce a “laminated body composed of a graphite sheet and an adhesive layer”. be able to.
  • a known technique can be used as a method for producing “a plate-like material made only of graphite”. For example, a method of applying pressure and heat treatment in a state where polymer films such as polyimide resin are stacked is common. A plate-like material having a graphite crystal structure can be produced by graphitization by applying pressure and heat treatment in a state where polymer films are stacked.
  • the second heat conductive material has a columnar shape that is thinner than the through hole of the first heat conductive material.
  • the columnar shape thinner than the through hole indicates that the diameters of the upper surface and the lower surface of the second heat conductive material are both smaller than the diameter of the through hole.
  • the method for producing the second heat conductive material is not particularly limited.
  • a method of punching a metal-based material processed into a plate shape with a punch or the like, or a metal-material processed into a rod shape is a wire saw.
  • the columnar second heat conductive material can be manufactured by, for example, a method of cutting to a predetermined length.
  • the through-hole formation process in the manufacturing method of this invention is demonstrated.
  • the through hole is formed to extend in the vertical direction of the first heat conductive material.
  • a through-hole is formed in the fixing
  • the shape of the cross-section of the through hole is not particularly limited, but is preferably circular from the viewpoint of fitting strength.
  • the method for forming the through hole having a circular cross section in the direction perpendicular to the first heat conductive material is not particularly limited, and a known method such as drilling, lasering, or punching can be used.
  • the diameter of the through hole is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.20 mm to 50.00 mm.
  • the insertion process in the manufacturing method of this invention is demonstrated.
  • An insertion process is arrange
  • the placement may be performed manually using tweezers or the like, or automatically using a robot. 4 and FIG. 5, a preferable state immediately before the fitting step after the insertion step is inside the through hole 18 having a diameter 12 and a thickness 13 formed in the vertical direction of the first heat conductive material 1.
  • the second heat conductive material 2 having a diameter 14 and a thickness 15 is disposed.
  • the second heat conductive material 2 is preferably arranged at the center of the diameter 12 of the through hole 18 from the viewpoint of excellent fitting strength.
  • the fitting step is a step of compressing and deforming the second heat conductive material in the plane direction by compressing the second heat conductive material that has undergone the insertion step of FIGS. 4 and 5 in the vertical direction. It is preferable to compress the first heat conductive material and the second heat conductive material together using the compression jig 11.
  • the thickness 13 of the first heat conductive material 1 and the thickness 13 of the second heat conductive material 2 after the fitting step are fitted together, Smooth heat transfer between the first heat conductive material 1 and the second heat conductive material 2 is enabled.
  • the second heat conductive material 2 is slightly expanded inside the through-hole 18 formed in the first heat conductive material 1 to be fitted. It is preferable at an excellent point.
  • the second heat conductive material 2 after the fitting step is preferably deformed so that the side surface of the second heat conductive material 2 swells.
  • the diameter of the portion 17 whose side surface swells is larger than the larger diameter of the upper surface 24 or the lower surface 16.
  • the volume of the second heat conductive material 2 before the fitting process is formed in the first heat conductive material 1 as shown in FIGS. 4 and 5. It is preferable that it is 80% or more and 150% or less with respect to the volume of the made through-hole 18, and it is more preferable that they are 100% or more and 120% or less.
  • the side surface of the second heat conductive material 2 swells appropriately, so that the fitting strength is excellent.
  • the volume of the second heat conductive material 2 before the fitting step is 80% or more and less than 100% with respect to the volume of the through hole 18 formed in the first heat conductive material 1, the fitting is performed.
  • the upper surface 24 of the 2nd heat conductive material 2 before an insertion process is shown.
  • the area of the lower surface 16 is 3% or less smaller than the area of the cross section of the through hole 18 (for example, the area of the upper surface and the lower surface of the through hole).
  • the area of the upper surface 24 and the lower surface 16 of the 2nd heat conductive material 2 before an insertion process is calculable from the diameter 14 of the upper surface 24 and the lower surface 16.
  • FIG. The area of the through hole 18 can be calculated from the diameter 12 of the through hole 18.
  • the thickness 15 of the second heat conductive material 2 before the fitting step is the thickness 13 of the through hole 18. It is preferable to use a material thicker than 5%.
  • a press As a method for compressing the second heat conductive material 2 in the vertical direction, a press is preferable.
  • the pressing conditions are not particularly limited because the conditions are set as appropriate depending on the type, shape, number, etc. of the second heat conductive material, but as shown in FIG. It is generally preferable to press using a hydraulic press machine provided with a steel plate having a hardness higher than that of the heat conductive material 2. Moreover, you may make it a heating and a vacuum state simultaneously with a press.
  • a “laminated body composed of a graphite sheet and an adhesive layer” is used as the first heat conductive material 1, the adhesive layer exposed in the cross section of the through-hole 18 is melted by heating and further maintained in a vacuum state.
  • the side surface of the heat conductive material 2 is preferably in close contact with the swelled portion 17, and the fitting strength is easily improved.
  • the load when the second heat conductive material fell out of the first heat conductive material was measured with a force gauge DS2-2N manufactured by AMADA. Divide by the longer circumference of the upper or lower surface of the second heat conductive material that has dropped off the load at this time, round off the third decimal place, and calculate to the second decimal place.
  • the hit fitting strength was evaluated. When the fitting strength is 1.00 N / mm or more, “A”, when it is 0.50 N / mm or more and less than 1.00 N / mm, “B”, when it is 0.30 N / mm or more and less than 0.50 N / mm Was “C”, the case of less than 0.30 N / mm was “D”, and the case of B or more was judged to be excellent in fitting strength.
  • the diameters of the top and bottom surfaces and the side surfaces of the dropped second heat conductive material are measured using a caliper, the side diameter is 0.3 mm or more larger than the top and bottom diameters, and the side surfaces are apparently swollen.
  • A large in the range of 0.1 mm or more and less than 0.3 mm, and "B” when the side surface is apparently swollen and "C” when hardly swollen due to a difference of less than 0.1 mm did.
  • a heat transport structure 5 shown in FIG. 1 and FIG. 2 is used, and as shown in FIG. 3, a micro ceramic heater MS-3 manufactured by Sakaguchi Heat Transfer, which is a heater 6, is bonded to one fixed portion 4 of the heat transport structure 5 by heat conduction. It was placed through a lambda gel sheet COH-4000LVC made by Taika, which is the agent 7, and the other fixing part 4 was water-cooled in a water tank 8 of 18 degrees. 2 W was applied to the heater 6 to generate heat, and this state was maintained for 30 minutes, and the side temperature section 9 and the side temperature section 10 that are both ends of the heat transfer section 3 were measured with a thermocouple.
  • the length of the heat transfer unit 3 and the cross-sectional area of the heat transfer unit 3 are measured in advance, and using the equation (2), the third decimal place is rounded off to the second decimal place, and the heat transfer
  • the thermal conductivity ( ⁇ 2) in the surface direction of the portion 3 was calculated.
  • the heat transfer efficiency ( ⁇ 2 / ⁇ 1) is calculated from the thermal conductivity ( ⁇ 2) of “A”, “A” when 0.70 or more, “B” when 0.60 or more and less than 0.70, and 0.30 or more. It was judged that “C” was less than 60, “D” was less than 0.30, and that B and higher were excellent in heat transfer efficiency.
  • the heat conductivity ( ⁇ 2) in the surface direction of the heat transfer unit 3 and the density (D) of the heat transfer unit 3 derived from the temperature distribution measurement of the heat transfer unit when the fixed portion shown in FIG. ) To calculate the heat transfer density ( ⁇ 2 / D).
  • the density (D) of the heat transfer part is determined by measuring the weight and thickness of a 100 mm ⁇ 100 mm sample of the first heat conducting material, dividing the volume from the weight, and rounding off the third decimal place. The position was calculated.
  • the thermal conductivity ( ⁇ 1) in the surface direction of the heat transfer part is 1350 W / m ⁇ K, and the thermal conductivity in the vertical direction of the heat transfer part is 5 W / m ⁇ K, and the thickness is 40 ⁇ m.
  • an acrylic adhesive G-2S made by Jujo Chemical was applied so that the thickness after drying was 10 ⁇ m.
  • Eleven graphite sheets were laminated, a graphite sheet not coated with an adhesive was placed on the top, and adhesion lamination was performed by a hot press. Hot pressing was performed at a pressure of 0.5 MPa and a temperature of 100 ° C. for 10 minutes.
  • Example 1 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. Specifically, in the region of 30 mm width ⁇ 20 mm length of both ends of the first heat conductive material 1 obtained in Comparative Example 1, four through holes 18 having a diameter 12 of 5 mm using punches, the both ends in total. Eight places were formed.
  • the surface roughness Rz of the inner surface of each through hole of the first heat conductive material 1 was 3.5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the arrangement of the through holes 18 is such that the distance between the centers of the closest through holes 18 becomes a square pattern with an interval of 10 mm.
  • the whole of the first heat conductive material 1 and the second heat conductive material 2 is pressed by a hydraulic press machine that is a compression jig 11, and the second heat conductive material is used until the same thickness as the first heat conductive material 1 is obtained.
  • a heat transport structure 5 having a heat transfer portion 3 and two fixing portions 4 (30 mm width ⁇ 20 mm length) and a thickness 13 of 600 ⁇ m was obtained.
  • Example 2 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. Specifically, heat was obtained in the same manner as in Example 1 except that the first heat conductive material 1 obtained in Comparative Example 2 was used and the thickness 15 of the second heat conductive material 2 was 2000 ⁇ m. A heat transport structure 5 having a transmission portion 3 and two fixing portions 4 (30 mm width ⁇ 20 mm length) and a thickness 13 of 1800 ⁇ m was obtained.
  • Examples 1 and 2 used the second heat conductive material 2 as compared with Comparative Examples 1 and 2, and were excellent in both heat transfer efficiency and heat transfer density.
  • Example 3 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. Derived by the optical alternating current method, the thermal conductivity ( ⁇ 1) in the surface direction of the heat transfer part is 1350 W / m ⁇ K, and the thermal conductivity in the vertical direction of the heat transfer part is 5 W / m ⁇ K, and the thickness is 40 ⁇ m. Cut the Kaneka graphite sheet to 30 mm width x 200 mm length and make the thickness after drying 10 ⁇ m only on the area of 30 mm width x 20 mm length on both ends of the first thermal conductive material 1 -2S was applied.
  • the graphite sheets of the heat transfer part 3 are not bonded to each other, have two fixing parts 4 (30 mm width ⁇ 20 mm length), and the thickness 13 is 600 ⁇ m. A heat transport structure 5 was obtained.
  • Example 4 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. Except that the second heat conductive material 2 is made of aluminum, it has the heat transfer part 3 and the two fixing parts 4 (30 mm width ⁇ 20 mm length) in the same manner as in Example 1, and the thickness 13 is 600 ⁇ m. A heat transport structure 5 was obtained.
  • Example 5 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured.
  • a Jujo Chemical Acrylic Adhesive G-2S was applied to a thickness of 20 ⁇ m after drying.
  • the second heat conductive material 2 has the heat transfer portion 3 and the two fixing portions 4 (30 mm width ⁇ 20 mm length) in the same manner as in Example 1 except that the thickness 15 is 120 ⁇ m.
  • Example 6 A first heat transport structure 1 was obtained in the same manner as Comparative Example 1 except that the size was 60 mm wide ⁇ 200 m long.
  • a second heat conductive material 2 made of copper having a diameter 14 of 49 mm ⁇ and a thickness 15 of 800 ⁇ m is arranged, and the whole is pressed by a hydraulic press machine which is a compression jig 11, and has the same thickness as the first heat conductive material 1.
  • a heat transport structure 5 having a heat transfer portion 3 and two fixing portions 4 (60 mm width ⁇ 60 mm length) and a thickness 13 of 600 ⁇ m is obtained. It was.
  • Example 7 Comparative Example 2 except that the size was 10 mm wide ⁇ 100 m long, 4 sheets of Kaneka graphite sheets were laminated using Jujo Chemical's acrylic adhesive G-2S, and the thickness 13 was 200 ⁇ m. 1st heat conductive material 1 was obtained.
  • through-holes 18 having a diameter 12 of 0.2 mm ⁇ were formed uniformly in a region 10 mm wide ⁇ 10 mm long at both ends of the first heat conductive material 1 by a total of 18 at both ends.
  • the arrangement of the through holes 18 was such that the distance between the centers of the closest through holes 18 was 2 mm, and a rectangular grid pattern of 3 rows ⁇ 3 columns.
  • the heat transfer has a heat transfer portion 3 and two fixing portions 4 (10 mm width ⁇ 10 mm length), and a thickness 13 is 200 ⁇ m. Structure 5 was obtained. Since both the diameter 14 of the second heat conductive material and the diameter 12 of the through hole were small, the workability was slightly poor.
  • Example 8 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured.
  • a laminate of Kaneka polyimide film (25AH) was carbonized by preheating treatment under pressure and in an inert gas to a temperature of 1000 ° C. Thereafter, this was graphitized by heat treatment under pressure and in an inert gas atmosphere to a temperature of 2800 ° C. to obtain a plate-like material composed only of graphite. This was polished to 30 mm width ⁇ 200 mm length ⁇ 600 ⁇ m thickness and derived by the optical alternating current method.
  • the thermal conductivity ( ⁇ 1) in the surface direction of the heat transfer portion was 1500 W / m ⁇ K and the heat transfer portion was perpendicular to the heat transfer portion.
  • a first thermal conductive material 1 having a thermal conductivity of 5 W / m ⁇ K was obtained.
  • Example 9 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured.
  • the heat transfer section 3 and the two fixed parts are the same as in Example 8 except that the thickness 13 of the first heat conductive material 1 is 5 mm and the thickness 15 of the second heat conductive material is 5.5 mm.
  • Example 10 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. Derived by the optical alternating current method, the thermal conductivity ( ⁇ 1) in the surface direction of the heat transfer part is 200 W / m ⁇ K, and the thermal conductivity in the vertical direction of the heat transfer part is 5 W / m ⁇ K. On one side of a natural graphite sheet (manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.), an acrylic adhesive G-2S made by Jujo Chemical was applied so that the thickness after drying was 8 ⁇ m.
  • a natural graphite sheet manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.
  • an acrylic adhesive G-2S made by Jujo Chemical was applied so that the thickness after drying was 8 ⁇ m.
  • Example 11 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured. Except that the second heat conductive material 2 made of copper having a diameter 14 of 4.97 mm ⁇ and a thickness 15 of 620 ⁇ m was used, the heat transfer portion 3 and the two fixing portions 4 (30 mm width ⁇ The heat transport structure 5 having a length of 20 mm and a thickness 13 of 600 ⁇ m was obtained.
  • Example 12 The fitting process shown in FIGS. 4 and 5 was performed, and the heat transport structure 5 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured.
  • a Kaneka polyimide film (75AH) was preheated to 1000 ° C. in an inert gas and carbonized. Thereafter, this was graphitized by heat treatment under pressure and in an inert gas atmosphere to a temperature of 2800 ° C., and the thermal conductivity ( ⁇ 1) in the surface direction of the heat transfer portion derived by the optical alternating current method was 500 W /
  • a graphite sheet having a thickness of 110 ⁇ m having a thermal conductivity of 1 W / m ⁇ K in the vertical direction of m ⁇ K and the heat transfer portion was obtained.
  • an acrylic adhesive G-2S made by Jujo Chemical was applied so that the thickness after drying was 12.5 ⁇ m.
  • Four sheets of the same graphite sheet were laminated here, a graphite sheet not coated with an adhesive was placed on the uppermost part, and the layers were adhered and laminated by hot pressing.
  • the hot pressing was performed at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 100 ° C. for 10 minutes. This was cut into a width of 30 mm ⁇ 200 mm to obtain a first heat conductive material 1 having a thickness 13 of 600 ⁇ m.
  • FIG. 3 The manufactured heat transport structure 5 is shown in FIG. 1 and FIG. In the region of 30 mm width ⁇ 20 mm length of both ends of the first heat conducting material 1 obtained in the same manner as in Example 10, four through-holes 18 having a diameter 12 of 5 mm ⁇ using punches are equally provided at a total of 8 ends. A place was formed. The arrangement of the through holes 18 is such that the distance between the centers of the closest through holes 18 becomes a square pattern with an interval of 10 mm.
  • a second heat conductive material 2 made of copper having a diameter 14 of 5.5 mm ⁇ and a thickness 15 of 600 ⁇ m is press-fitted into each through-hole 18 to have a heat transfer portion 3 and two fixing portions 4 (30 mm width ⁇ 20 mm length).
  • the heat transport structure 5 whose thickness 13 is 600 micrometers was obtained. Since the diameter 14 of the second heat conductive material was larger than the diameter 12 of the through hole 18, it was necessary to insert it forcibly, the first heat conductive material 1 was deformed, and the workability was slightly worse.
  • Example 7 was performed except that the diameter 12 of the through hole 18 formed in the first heat conductive material was 0.1 mm ⁇ and the diameter 14 of the second heat conductive material 2 was 0.9 mm ⁇ . .
  • the workability was extremely poor, the handling and insertion process of the second heat conducting material was difficult, and the heat transport structure 5 could not be obtained.
  • Example 2 was the same as Example 1 except that the diameter 14 of the second heat conductive material 2 was 7.0 mm ⁇ and the thickness 15 was 600 ⁇ m. If the second heat conductive material 2 is to be inserted into the through hole 18 by press fitting, the first heat conductive material 1 applied to the through hole 18 is partially damaged, the workability is extremely poor, and the heat transport structure 5 could not get.
  • Comparative Examples 1 to 12 all had better fitting strength than Comparative Examples 3 and 4. Comparative Examples 5 and 6 could not be produced.
  • the comparative example 3 is inferior in fitting strength, since the second heat conductive material 2 having a diameter 14 larger than the diameter 12 of the through hole 18 is press-fitted and not compressed, the side surface also swells. It wasn't.
  • Comparative Example 3 was inferior in heat transfer density and inferior in heat transfer efficiency.
  • the comparative example 4 is inferior in fitting strength, the volume of the second heat conductive material is less than 80% with respect to the volume of the through hole 18, and the second heat conduction is performed on the inner surface of the through hole 18. It is considered that the material 2 was not sufficiently retained.
  • Comparative Example 4 was inferior in heat transfer density and inferior in heat transfer efficiency.
  • Example 1 the thickness 13 of the first heat conductive material 1 is different, but the fitting strength is superior to Comparative Examples 3 and 4 because the thickness is in a preferable range. It was. In addition, Examples 1, 2 and 5 were also excellent in heat transfer efficiency and heat transfer density.
  • Example 3 A form in which the graphite sheets of the heat transfer section 3 of Example 1 are not adhered to each other as in Example 3, and instead of copper as the second heat conductive material 2 of Example 1 as in Example 4. Even in the case of using aluminum, the fitting strength was excellent as compared with Comparative Examples 3 and 4. Examples 3 and 4 were also excellent in heat transfer efficiency and heat transfer density.
  • Example 6 the diameter 12 of the through-hole 18 of Example 1 was changed. However, the diameter 12 of the through-hole 18 was in a preferable range, so that it fits in comparison with Comparative Examples 3 and 4. The combined strength was excellent. Examples 6 and 7 were also excellent in heat transfer efficiency and heat transfer density.
  • Example 7 although the through hole 18 was smaller than in Example 1, the fitting strength was superior to Comparative Examples 3 and 4 because the diameter of the through hole was in a preferable range. In addition, Example 7 was also excellent in heat transfer efficiency and heat transfer density.
  • the first heat conducting material 1 was composed only of graphite, but the fitting strength was superior to Comparative Examples 3 and 4. Examples 8 and 9 were excellent in heat transfer efficiency and heat transfer density.
  • Example 10 the thermal conductivity in the surface direction of the first thermal conductive material 1 of Example 1 was changed, but the thermal conductivity in the planar direction of the first thermal conductive material 1 was in a preferred range. Therefore, the fitting strength was superior to those of Comparative Examples 3 and 4.
  • Example 11 changes the shape of the 2nd heat conductive material 2 of Example 1, However, The volume of the 2nd heat conductive material 2 exists in the preferable range with respect to the volume of the through-hole 18. FIG. Compared with Comparative Examples 3 and 4, the fitting strength was excellent. Moreover, Example 11 was excellent in heat transfer efficiency and heat transfer density.
  • the present invention realizes smooth heat transfer between the first and second heat conductive materials by having excellent fitting strength, and has excellent heat transfer efficiency. Is clear. Furthermore, the present invention is excellent in heat transfer density and can transfer heat at high density, and thus can contribute to higher density of electronic devices.
  • the present invention is suitably used in electronic equipment.
  • Second heat conductive material Heat transfer part 4. Fixed part 5. 5. Heat transport structure 6. Heater Thermal conductive adhesive 8. Aquarium 9. Side temperature section 10. 10. Side temperature section Compression jig 12. Diameter 13. Thickness 14. Diameter 15. Thickness 16. Lower surface 17. Location where the side surface swells 18. Through hole 19. Plane direction 20. Vertical direction 21. Central part 22. Length 23. Width 24. Top

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Abstract

熱伝達効率に優れる熱輸送構造体、およびその製造方法を提供する。　本発明に係る熱輸送構造体は、面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料と、第１の熱伝導材料の貫通孔に垂直方向に嵌合された第２の熱伝導材料とを含み、第２の熱伝導材料は貫通孔内面で保持され、貫通孔の単位周長あたり０．５Ｎ／ｍｍ以上の嵌合強度を有する。

Description

熱輸送構造体、およびその製造方法
　本発明は、熱輸送構造体、および当該熱輸送構造体の製造方法に関する。
　近年、電子機器内部の発熱源から発せられる熱を、冷却源まで伝熱させることのできる熱伝導材料が求められている。このような熱伝導材料として従来、金属製の箔やヒートパイプが用いられてきた。しかし、電子機器の高密度化や軽量化などに伴い、前述した金属製の部材を主に使用する熱伝導材料を使用することが困難な場合がある。
　このような課題を解決する熱伝導材料として、例えば特許文献１には、等方性材料から構築されたサーマルビアをグラファイト平面素子の穴の中に圧入して緊密に嵌合させた熱伝導材料が開示されている。また、このような課題を解決する熱伝導構造として、特許文献２には、絶縁基板の両面の導体層間を熱伝導部材によって接続したプリント基板の熱伝導構造が開示されている。
日本国公開特許公報「特開２００７－１２９２０１号公報（２００７年５月２４日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１０－２６３００３号公報（２０１０年１１月１８日公開）」
　従来方法は、サーマルビアからグラファイト平面素子への伝熱に課題が有る場合が有り、熱伝達効率が劣ることがあった。
　本発明は、第１の熱伝導材料および第２の熱伝導材料間で熱をスムースに伝達することを可能にし、熱伝達効率に優れる熱輸送構造体、および当該熱輸送構造体の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、前記課題を鑑み、熱伝達効率に優れる熱輸送構造体を提供するためには、第２の熱伝導材料が第１の熱伝導材料の貫通孔内面で高い嵌合強度で保持されることが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、以下の構成からなるものである。
　〔１〕面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料と、前記第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合された第２の熱伝導材料と、を含み、前記貫通孔の貫通方向は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向であり、前記第２の熱伝導材料は、前記貫通孔内面で保持され、前記貫通孔の単位周長あたり０．５Ｎ／ｍｍ以上の嵌合強度を有し、前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第
２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い熱輸送構造体。
　〔２〕面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料と、前記第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合された第２の熱伝導材料と、を含み、前記貫通孔の貫通方向は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向であり、前記第２の熱伝導材料は、側面が膨らんだ柱状であり、前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い熱輸送構造体。
　〔３〕面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料と、前記第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合された第２の熱伝導材料と、を含み、前記貫通孔の貫通方向は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向であり、前記第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の表面粗さＲｚが３．５μｍ以上であり、前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い熱輸送構造体。
　〔４〕前記第２の熱伝導材料は、側面が膨らんだ柱状である、〔１〕または〔３〕に記載の熱輸送構造体。
　〔５〕前記第２の熱伝導材料が保持されている部分である、複数の固定部と、
　前記固定部間に配置された熱伝達部と、を備える、〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の熱輸送構造体。
　〔６〕前記第１の熱伝導材料が、グラファイトを含み、前記熱伝達部は、光交流法により導出される、面方向の熱伝導率（λ１）が５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、かつ、周波数変化法により導出される垂直方向の熱伝導率が２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のものである、〔５〕に記載の熱輸送構造体。
　〔７〕光交流法により導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）、および、前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度測定から導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）から算出される熱伝達効率（λ２／λ１）が０．６０以上であり、かつ、前記熱伝達部の厚みが１００μｍ以上である、〔５〕または〔６〕に記載の熱輸送構造体。
　〔８〕前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）、および、前記熱伝達部の密度（Ｄ）から算出される、熱伝達密度（λ２／Ｄ）が０．５０Ｗ・ｍ２／Ｋ・ｋｇ以上である、〔５〕～〔７〕のいずれかに記載の熱輸送構造体。
　〔９〕前記貫通孔の直径が、０．２０ｍｍ以上５０．００ｍｍ以下の範囲である〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の熱輸送構造体。
　〔１０〕面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料に対して、当該垂直方向に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔よりも細い柱状の第２の熱伝導材料を当該貫通孔に挿入する挿入工程と、前記第２の熱伝導材料を垂直方向に圧縮して前記面方向に押し広げて変形させ、前記第２の熱伝導材料を前記貫通孔に嵌合させる嵌合工程と、を含み、前記第２の熱伝導材料の体積が、前記貫通孔の体積に対して８０％以上１５０％以下の範囲である熱輸送構造体の製造方法。
　〔１１〕前記嵌合工程後の前記第２の熱伝導材料は、側面が膨らんでいる、〔１０〕に記載の熱輸送構造体の製造方法。
　〔１２〕前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い、〔１０〕または〔１１〕に記載の熱輸送構造体の製造方法。
　〔１３〕前記挿入工程前の前記第２の熱伝導材料の上面および下面の面積が、前記貫通孔の面積よりも３％以上小さい、〔１０〕～〔１２〕のいずれかに記載の熱輸送構造体の製造方法。
　〔１４〕前記挿入工程前の前記第２の熱伝導材料の厚みは、前記貫通孔の厚みよりも５％以上厚い、〔１０〕～〔１３〕のいずれかに記載の熱輸送構造体の製造方法。
　本発明は、熱をスムースに伝達できるようになり、熱伝達効率に優れる熱輸送構造体を提供することができるという効果を奏する。
本発明の熱輸送構造体の側面から見た断面図を示す。 本発明の熱輸送構造体の上面図を示す。 本発明の熱輸送構造体の熱伝達部の温度測定にかかる、側面から見た断面図を示す。 本発明の熱輸送構造体の製造方法における、嵌合工程の好ましい一形態の側面から見た断面図を示す。 本発明の熱輸送構造体の製造方法における、嵌合工程の好ましい一形態の上面図を示す。 本発明の熱輸送構造体における第２の熱伝導材料の好ましい一形態の断面図を示す。
　本発明の一実施形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
　図１および図２に示すように、本発明の熱輸送構造体５は、熱を、特定の箇所から、当該箇所から離れた別の箇所へ輸送するためのものであり、第１の熱伝導材料１、および、第２の熱伝導材料２を含むものである。また、熱輸送構造体５は、第２の熱伝導材料２が保持されている部分である固定部４と、固定部４と固定部４との間に配置された熱伝達部３とを備えることが好ましい。
　（第１の熱伝導材料）
　本発明における第１の熱伝導材料について説明する。第１の熱伝導材料は、面方向の熱伝導率が、垂直方向の熱伝導率よりも高い。面方向とは、実質的に平面形状を有する第１の熱伝導材料の平面方向に対して平行な方向のことであって、図１および図２における面方向１９の矢印方向を指す。垂直方向とは、前述した第１の熱伝導材料の平面方向に対して、垂直な方向のことであって、図１および図２における垂直方向２０の矢印方向を指す。
　「第１の熱伝導材料が面方向に熱伝導率が高い」とは、第１の熱伝導材料１の構造が面方向１９に配向していることを意味する。第１の熱伝導材料１が面方向１９に熱伝導率が高いことで、面方向１９に効率よく伝熱することを可能にする。また、第１の熱伝導材料１の構造が面方向１９に配向していることで、第１の熱伝導材料１に対する第２の熱伝導材料２の摺動性が低下し、貫通孔１８の単位周長あたりの第２の熱伝導材料２の嵌合強度に優れる。
　第１の熱伝導材料１は、１枚のシート状の材料によって形成されていてもよいし、複数枚のシート状の材料を積層することによって形成されていてもよい。
　また第１の熱伝導材料１は、貫通孔１８を有する。貫通孔１８の貫通方向は、第１の熱伝導材料１の垂直方向２０である。なお、当該垂直方向２０は、前述した第１の熱伝導材料の厚み方向であり、平面方向に対して必ずしも９０度である必要はない。例えば、水平方向に対して９０度の方向から、２０度以下の角度だけ傾いていてもよいし、１０度以下の角度だけ傾いていてもよいし、５度以下の角度だけ傾いていてもよい。
　本発明において第１の熱伝導材料１は、面方向１９の熱伝導率が垂直方向２０の熱伝導率よりも高いものであれば、適宜選択することが可能である。熱伝導率を高める点から、第１の熱伝導材料１は、グラファイトを含む材料、または、金属箔と樹脂とを含む材料（より具体的に、金属箔と樹脂とからなる材料）などが好ましく、グラファイトを含む材料が特に好ましい。
　（グラファイトを含む材料の種類）
　第１の熱伝導材料として用いるグラファイトを含む材料は、具体例として、「グラファイトのみからなるプレート状材料」、「グラファイト粉末をプレート状またはシート状に成型した材料」、「グラファイトシートと接着層とからなる積層体材料」が挙げられる。いずれの材料も、面方向にグラファイトの結晶構造が配向することにより、面方向の熱伝導率が垂直方向の熱伝導率よりも高い。面方向１９の熱伝導率、および、貫通孔の単位周長あたりの嵌合強度に優れる点で、グラファイトを含む材料は、「グラファイトシートと接着層とからなる積層体材料」であることが好ましい。
　（グラファイトシートの種類）
　グラファイトシートの種類には特に制限はなく、後述する高分子系グラファイトシートや、原料である天然黒鉛をエキスパンドして得られるグラファイトシートを用いることができる。高分子系グラファイトシートの場合には、高い熱伝導性を有するため、より高い熱性能を発現することができる。
　本発明で用いられるグラファイトシートの第一の製法は、原料である天然黒鉛をエキスパンドしてグラファイトシートを得る方法である。具体的には、グラファイト粉末を硫酸などの酸に浸漬してグラファイト層間化合物を作製した後、これを熱処理により発泡させてグラファイト層間を剥離する。剥離後、グラファイト粉末を洗浄して酸を除去し、圧延ロール成型することでグラファイトシートを得ることができる。
　本発明の目的に好ましく用いられるグラファイトシートの第二の製造方法は、ポリイミド樹脂などの高分子フィルムを熱処理することによって、高分子系グラファイトシートを作製する方法である。具体的には、出発物質である高分子フィルムを減圧下もしくは不活性ガス中で１０００℃程度の温度まで予備加熱処理して炭素化し、炭素化フィルムを得る。その後、この炭素化フィルムを不活性ガス雰囲気下、２８００℃以上の温度まで熱処理することによりグラファイト化させることで、良好なグラファイト結晶構造が形成され、かつ、熱伝導性に優れたグラファイトシートを得ることができる。
　（第２の熱伝導材料）
　本発明における第２の熱伝導材料について説明する。第１の熱伝導材料の垂直方向における第２の熱伝導材料の熱伝導率は、第１の熱伝導材料の垂直方向における熱伝導率よりも高い。第１の熱伝導材料の垂直方向における熱伝導率よりも、第１の熱伝導材料の垂直方向における第２の熱伝導材料の熱伝導率が高いことにより、熱をスムースに伝達可能な熱輸送構造体が得られる。
　本発明において第２の熱伝導材料は、特に限定されるものではなく、第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するものであれば適宜選択することが可能である。熱伝導率の点から、第２の熱伝導材料は、金属系材料、セラミック系材料、黒鉛材料、または、これらの複合材料などが好ましい。嵌合工程を経ることによって変形し、貫通孔の単位周長あたりの嵌合強度が優れる点から、第２の熱伝導材料は、延性を有する金属系材料である金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ＳＵＳ、または、これらの複合材料などが特に好ましい。第２の熱伝導材料を複合材料で形成すれば（例えば、上部を材料Ａ、下部を材料Ｂで形成した第２の熱伝導材料）、材料Ａの強度と材料Ｂの強度との相違を利用して（換言すれば、力を加えた時の潰れやすさの相違を利用して）、後述する側面に形成される膨らみを、複数形成することができる。
　第１の熱伝導材料が、グラファイトを含む材料の場合、第２の熱伝導材料は、第１の熱伝導材料の垂直方向における第２の熱伝導材料の熱伝導率が２倍以上、より好ましくは１０倍以上、さらに好ましくは４０倍以上となる材料であることが、熱をよりスムースに伝達可能な熱輸送構造体を得る観点から好ましい。
　第２の熱伝導材料の形状は、特に限定されないが、柱状であることが好ましい。この場合、真っ直ぐな柱状であっても良いが、嵌合強度向上の点から、側面が膨らんだ柱状であることが好ましい。なお、本明細書において「側面が膨らんだ柱状」とは、側面に、外側へ向かって突き出た領域を有する柱状の形を意図する。
　より具体的に、第２の熱伝導材料は、連続的に側面を膨らませてもよいし、階段状に側面を膨らませてもよい。本発明の熱輸送構造体を容易に作製する（例えば、貫通孔へ容易に第２の熱伝導材料を挿入する）という観点からは、第２の熱伝導材料は、連続的に側面を膨らませることが好ましい。また、側面に形成される膨らみは、１つであってもよいし、複数であってもよい。
　より具体的に、第２の熱伝導材料には、上面および下面が存在することが好ましく、上面の形と下面の形とは、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、本発明の熱輸送構造体を容易に作製する（例えば、貫通孔へ容易に第２の熱伝導材料を挿入する）という観点からは、同じであることが好ましい。また、上面の面積と下面の面積とは、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、本発明の熱輸送構造体を容易に作製する（例えば、貫通孔へ容易に第２の熱伝導材料を挿入する）という観点からは、同じであることが好ましい。柱状の具体的な形態としては、特に限定されず、例えば、円柱状、多角柱状などを挙げることができる。
　図６に示すように、側面が膨らんだ円柱状とは、第２の熱伝導材料２の上面２４又は下面１６の直径のいずれか大きい方よりも、側面が膨らんだ箇所１７の直径が大きい円柱状を指す。また、第２の熱伝導材料の形状が円柱状でない場合、上面２４または下面１６の外接円の直径のいずれか大きい方よりも、側面の膨らんだ箇所１７の外接円の直径が大きい柱状であっても良い。円柱状でない場合とは、例えば、第２の熱伝導材料２の上面または下面が擬似円形や多角形であることを指す。
　第２の熱伝導材料の形状が円柱状である場合、第２の熱伝導材料の上面および下面の直径は、０．２０ｍｍ以上５０．００ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、第２の熱伝導材料の体積あたりの側面積を考慮すると、１．００ｍｍ以上３０．００ｍｍ以下の範囲であることが特に好ましい。第２の熱伝導材料の上面および下面の直径が好ましい範囲にあれば、第１の熱伝導材料と第２の熱伝導材料との間で熱をよりスムースに伝達できる。また、貫通孔は、円形でなくても、擬似円形や多角形などであっても良いが、嵌合強度の観点から、円形であることが好ましい。
　第２の熱伝導材料の形状が、図６に示すように、好ましい形状である側面が膨らんだ円柱状である場合、側面の膨らみの度合いについては特に限定されるものではないが、嵌合強度に優れる観点で上面２４もしくは下面１６のいずれか大きい方の直径と比較して、側面が膨らんだ箇所１７の直径が０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で大きいことが好ましく、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲で大きいことがより好ましい。より好ましくは、第２の熱伝導材料２の上面２４又は下面１６の直径のうちのいずれか大きい方の直径（Ａ１）に対する、側面が膨らんだ箇所１７（例えば、側面が最も膨らんだ箇所１７）の断面の直径（Ｂ１）の割合（Ｂ１／Ａ１）が、１．０１以上であり、最も好ましくは１．０５以上である。また、第２の熱伝導材料の形状が円柱状でない場合は、好ましくは、第２の熱伝導材料２の上面２４又は下面１６の外接円の直径のうちののいずれか大きい方の直径（Ａ２）に対する、側面が膨らんだ箇所１７（例えば、側面が最も膨らんだ箇所１７）の断面の外接円の直径（Ｂ２）の割合（Ｂ２／Ａ２）が、１．０１以上であり、最も好ましくは１．０５以上である。
　第２の熱伝導材料２の厚みは、熱輸送構造体の熱輸送性能を高める点から、１００μｍ以上５０００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましい。
　（第２の熱伝導材料の嵌合）
　本発明の第２の熱伝導材料は、第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合されている。また、第２の熱伝導材料は、該貫通孔内面で保持されている。このことにより、第１の熱伝導材料と第２の熱伝導材料との間で、熱をスムースに伝達できる。
　本発明の第２の熱伝導材料が第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合されている、とは、第１の熱伝導材料に形成された貫通孔と第２の熱伝導材料の形状とが相補的な関係で嵌り合っている状態を意味する。また、第２の熱伝導材料が貫通孔内面で保持されている、とは、第１の熱伝導材料の貫通孔内面と第２の熱伝導材料の側面とが接触して嵌り合う（例えば、密に接触して固く嵌り合う）ことによって、第２の熱伝導材料が第１の熱伝導材料に保持されている状態を意味する。
　本発明の第２の熱伝導材料は、第１の熱伝導材料に対し、第１の熱伝導材料の貫通孔の単位周長あたり、０．５Ｎ／ｍｍ以上の嵌合強度を有する。貫通孔の単位周長あたりの嵌合強度が０．５Ｎ／ｍｍ以上であることにより、第１の熱伝導材料および第２の熱伝導材料の間において熱をスムースに伝達でき、熱伝達効率に優れる熱輸送構造体を得られる。
　（貫通孔の単位周長あたりの嵌合強度の評価）
　本発明の貫通孔の単位周長あたりの嵌合強度（以降、単に「嵌合強度」と称す）とは、図１および図２に示す、熱輸送構造体５の第１の熱伝導材料１を固定し、第２の熱伝導材料２における面方向１９の中心部２１に荷重を加え、第２の熱伝導材料２が第１の熱伝導材料１から抜け落ちたときの荷重を、荷重を加える前に測定した、第２の熱伝導材料２の上面２４または下面１６のうちの長い方の周長で割った値で評価する。
　（第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の表面粗さ）
　第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の表面粗さＲｚは、第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の２箇所においてＪＩＳＢ０６０１・２００１に準拠して測定された２つの測定値の平均値として算出される。
　第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の表面粗さＲｚは、３．５μｍ以上であることが好ましく、３．５μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上１８０μｍ以下であることがより好ましく、６μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
　第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の表面粗さＲｚが、３．５μｍ以上であると、第１の熱伝導材料に第２の熱伝導材料が嵌合された際に、熱接触が促進され、好ましい。特に、第１の熱伝導材料がグラファイトシートの場合、グラファイトシートが貫通孔から飛び出した状態になり、第２の熱伝導材料が嵌合された際に、グラファイトシートが、折れ曲がり、グラファイトシートの端面だけでなく、表面とも第２の熱伝導材料が接触し、第１の熱伝導材料と第２の熱伝導材料との間の熱のやり取りが促進されて好ましい。
　第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の表面粗さＲｚが、２００μｍ以下であると、第１の熱伝導材料と第２の熱伝導材料との密着性および接触面積が増加するために好ましい。特に、第１の熱伝導材料がグラファイトシートの場合、第２の熱伝導材料を嵌合した際に、グラファイトシートの粉落ちを抑制できるために好ましい。
　（固定部）
　本発明の固定部について説明する。固定部とは、発熱源の熱を受ける箇所、または冷却源に熱を渡す箇所を指し、図１および図２において、固定部４で示される。すなわち、固定部４は、第２の熱伝導材料２、および、第１の熱伝導材料１の第２の熱伝導材料２を保持する箇所を含むものである。発熱源とは、熱を発生させる箇所と定義され、例えば、運転中の電子機器内部に配置されたＣＰＵなどの素子を挙げることができる。冷却源とは、熱を吸収する箇所と定義され、例えば、運転中の電子機器の内部に配置されたＣＰＵを発熱源と考える場合、電子機器の本体筐体や電子機器に取り付けられたフィン、ペルチェ素子などを挙げることができる。本発明の固定部は、発熱源から冷却源への伝熱を可能にするために、熱輸送構造体１つにつき２箇所以上設けられ得る。熱輸送構造体が、３箇所以上の固定部を有する場合、１つの熱輸送構造体で、複数の発熱源に固定部を取り付けることができる。それにより、熱輸送構造体は、複数の発熱源の熱を同時に冷却源に渡すことができる。また、１つの熱輸送構造体で、複数の冷却源に固定部を取り付けることもできる。それにより、熱輸送構造体は、発熱源の熱を同時に複数の冷却源に渡すこともできる。従って、熱輸送構造体が、３箇所以上の固定部を有する場合、熱輸送する部材の個数を減らせる点で好ましい。
　固定部１箇所について、少なくとも１個以上第２の熱伝導材料を含んでいればよい。第１の熱伝導材料と第２の熱伝導材料との間のスムースな熱伝達を可能にする点で、熱輸送構造体は、固定部１箇所につき、複数個の第２の熱伝導材料を含むことが好ましく、４～１０個の第２の熱伝導材料を含むことがより好ましい。熱輸送構造体が、好ましい個数の第２の熱伝導材料を含むことで、第１の熱伝導材料と第２の熱伝導材料との間のスムースな熱伝達を可能にすることができる。
　本発明の固定部のサイズや平面形状は、第２の熱伝導材料２を含んでいれば特に制限されるものではなく、発熱源および冷却源の大きさによって適宜決めることが可能である。熱をスムースに伝える点から、固定部のサイズは、発熱源や冷却源と同等サイズであることが好ましい。発熱源から冷却源へのスムースな伝熱がしやすくなる点から、固定部のサイズは、１辺が５ｍｍ以上２００ｍｍ以下の多角形（例えば、四角形）であることが好ましく、１辺が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の多角形（例えば、四角形）であることがより好ましい。
　本発明において、固定部の厚みは、特に限定されないが、熱輸送性能に優れる熱輸送構造体が得られやすい点から、１００μｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以上１０ｍｍ以下であることがより好ましい。
　第２の熱伝導材料の配置としては、発熱源からの熱を均等に一方の固定部に受け、他方の固定部から冷却部へ熱を均等に伝えやすい点から、固定部において第２の熱伝導材料同士が等間隔で均等に配置されていることが好ましい。
　（熱伝達部）
　本発明の熱伝達部について説明する。熱伝達部は、固定部間に配置された箇所を指し、図１および図２において、熱伝達部３で示される。熱伝達部３とは、発熱源の熱を受けた一方の固定部４から、冷却源に熱を渡すための他方の固定部４まで伝熱することを目的とする箇所のことである。前記目的を達成するため、本発明の固定部４は、発熱源の熱を受ける箇所、および冷却源に熱を渡す箇所であり、熱伝達部３は、上述した箇所に該当する固定部４に挟まれている。
　本発明において、図１および図２に示す、熱伝達部３の長さ２２は、特に制限が無いが、良好な熱伝達を有する熱輸送構造体を得る点から、３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましい。
　本発明において、図２に示す、熱伝達部３の幅２３は、特に制限がないが、良好な熱伝達を有する熱輸送構造体を得る点から、５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。
　本発明において、図１に示す、熱伝達部３の厚み１３は、特に制限が無いが、良好な熱伝達を有する熱輸送構造体を得る点から、５０μｍ以上５０００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましい。
　また、本発明において、熱伝達部３の平面形状は、特に限定されるものではなく、辺が直線または曲線である長方形、台形など任意の形状にすることが可能であるが、良好な熱伝達を有し、最短経路での熱伝達を可能する点から、辺が直線である長方形が好ましい。
　本発明において、熱伝達部を形成する第１の熱伝導材料は、グラファイトを含む材料であることが好ましい。また、該グラファイトを含む材料は、光交流法により導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）は、５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、かつ、周波数変化法により導出される、熱伝達部の垂直方向の熱伝導率が２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。
　（光交流法により導出される面方向の熱伝導率）
　本発明の前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）は、第１の熱伝導材料に含まれるグラファイトの面方向の熱拡散率を光交流法により測定し、次式（１）によって算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　λ１は第１の熱伝導材料の熱伝導率、αは第１の熱伝導材料の熱拡散率、ｄは第１の熱伝導材料の密度、Ｃｐは第１の熱伝導材料の比熱容量をそれぞれ表わしている。なお、グラファイトを含む材料の面方向の熱拡散率、密度、および比熱容量は以下に述べる方法で求めることができる。なお、グラファイトを含む材料の最表面が樹脂フィルムや樹脂テープで覆われている場合は、これらを剥がしてグラファイトを含む材料を露出させてから測定する必要がある。
　（光交流法によるグラファイトを含む材料の面方向の熱拡散率測定）
　グラファイトを含む材料の面方向の熱拡散率は、アルバック理工（株）社製の、光交流法による熱拡散率測定装置であるＬａｓｅｒＰｉｔを用い、４ｍｍ×４０ｍｍの形状に切り取ったグラファイトのサンプルについて、２０℃の雰囲気下で１０Ｈｚの交流条件で測定することができる。
　（グラファイトを含む材料の比熱容量測定）
　グラファイトを含む材料の比熱容量は、エスアイアイナノテクノロジー株式会社製の熱分析システムである示差走査熱量計ＤＳＣ２２０ＣＵを使用して、２０℃から２６０℃まで１０℃／ｍｉｎの昇温条件で測定することができる。
　（グラファイトを含む材料の密度測定）
　グラファイトを含む材料の密度は、１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルにて、重量および厚みを測定し、重量の測定値を体積の測定値で割ることにより算出することができる。
　（光交流法によるグラファイトを含む材料の面方向の熱伝導率）
　グラファイトを含む材料の、光交流法により導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）は、５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましいが、１０００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、１２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好ましい。前記熱伝達部の面方向の熱伝導率が５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することで、高い熱性能を有する熱輸送構造体を得ることができる。また、熱伝達部を形成する第１の熱伝導材料がグラファイトを含むことで、銅やアルミなどの金属の熱伝導材料を使用する場合と比較して、大幅に熱輸送構造体の重量を減少させることも可能にし、電子機器の軽量化にも貢献することができる。
　（周波数変化法による垂直方向の熱伝導率）
　本発明の熱伝達部の垂直方向の熱伝導率は、グラファイトを含む材料の垂直方向の熱拡散率を周波数変化法により測定し、式（１）によって算出することができる。垂直方向の第１の熱伝導材料の熱拡散率は、ベテル（株）製の熱物性測定装置であるサーモウェブアナライザーＴＡ３を用い、２０ｍｍ×２０ｍｍの形状に切り取ったグラファイトを含む材料のサンプルについて、２０℃の雰囲気下で周波数変化法により測定可能である。
　本発明の熱伝達部の垂直方向の熱伝導率は、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。グラファイトを含む材料を使用する場合、前記熱伝達部の垂直方向の熱伝導率が、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であれば、グラファイトの配向性が高いため、第１の熱伝導材料と第２の熱伝導材料とが摺動しにくくなり、結果として嵌合強度を高くしやすくなる。
　（熱伝達部の厚み測定）
　熱伝達部の厚みは、ハイデンハイン（株）社製厚さゲージＨＥｌＤＥＮＨ：ＡＩＮ－ＣＥＲＴＯを用いて、２５℃の恒温室にて任意の１０点における平均厚さで測定することができる。
　（熱伝達効率）
　本発明において、光交流法により導出される、熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）、および、固定部に入熱した際の熱伝達部の温度測定から導出される、熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）から算出される熱伝達効率（λ２／λ１）が０．６０以上であることが好ましい。このとき、熱伝達部の厚みは、１００μｍ以上であることが好ましい。
　（温度測定により導出される面方向の熱伝導率）
　面方向の熱伝導率（λ２）の測定方法を図３に示す。本発明の熱伝達部３の面方向の熱伝導率（λ２）は、一方の固定部４にヒーター６を接続し、他方の固定部４を水槽８に浸けたとき、熱伝達部３の両端である側温部９および側温部１０の温度差によって次式（２）から導出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、Ｐはヒーター６の出力、Ｌは熱伝達部３の長さ、Ａは熱伝達部３の断面積、Ｔは熱伝達部３の両端の側温部における温度差をそれぞれ表している。
　すなわち、λ２は熱伝達部３全体の熱伝導率であり、λ１は熱伝達部３を構成するグラファイトの熱伝導率である。λ２／λ１の値が大きければ（１に近ければ近いほど）、熱輸送構造体は、グラファイトの能力を引き出しているといえる。
　なお、本発明の熱輸送構造体の形態の一つとして、大きな平面素子を構成要素の一部である場合が考えられ、図３に示す方法では寸法の関係上、測定できない場合がある。その場合、平面素子から一部を切り出したものを用いて図３に示す方法で測定することで、熱伝達効率を測定することが可能となる。
　（熱伝達密度）
　前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）、および、前記熱伝達部の密度（Ｄ）から算出される、熱伝達密度熱伝達密度（λ２／Ｄ）は０．５０Ｗ・ｍ２／Ｋ・ｋｇ以上であることが好ましい。熱伝達密度（λ２／Ｄ）は、熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）を熱伝達部の密度（Ｄ）で割ることで算出される。熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）は、固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される。なお、熱伝達部の密度（Ｄ）は、第１の熱伝導材料の１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルにて、重量、厚みを測定し、重量から体積を割ることにより算出する。熱伝達密度（λ２／Ｄ）が０．５０Ｗ・ｍ２／Ｋ・ｋｇ以上であれば、熱輸送構造体は高密度に熱輸送できるものであるといえる。
　（熱輸送構造体の製造方法）
　本発明の製造方法は、第１の熱伝導材料および第２の熱伝導材料をそれぞれ製造し、第１の熱伝導材料の垂直方向に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔に第２の熱伝導材料を挿入する挿入工程と、第２の熱伝導材料を垂直方向に圧縮して面方向に押し広げて変形させ、第２の熱伝導材料を貫通孔に嵌合させる嵌合工程と、を含む。
　（第１の熱伝導材料の製造方法）
　第１の熱伝導材料は、熱伝導率と嵌合強度の両立の点から「グラファイトシートと接着層とからなる積層体材料」および「グラファイトのみからなるプレート状材料」のいずれかであることが好ましい。
　「グラファイトシートと接着層とからなる積層体材料」の接着層を構成する樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂、および／または、熱可塑性樹脂などである。
　熱硬化性樹脂としては、ＰＵ（ポリウレタン）、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン系樹脂、グアナミン樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル、オリゴエステルアクリレート、ジアリルフタレート、ＤＫＦ樹脂（レゾルシノール系樹脂の一種）、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、ＰＩ（ポリイミド系）樹脂、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）樹脂、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）樹脂、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等が挙げられる。中でもエポキシ樹脂やウレタン樹脂を含む樹脂が、材料選択の幅が広く、グラファイトシートとの密着性が優れるために好ましい。
　熱可塑性樹脂としては、アイオノマー、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー、ＡＡＳ（アクリロニトリル－アクリル－スチレン共重合体）、ＡＥＳ（アクリロニトリル－エチレン－スチレン共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリル－スチレン共重合体）、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体）、ＡＣＳ（アクリロニトリル－塩素化ポリエチレン－スチレン共重合体）、ＭＢＳ（メチルメタクリレート－ブタジエン－スチレン共重合体）、エチレン－塩化ビニル共重合体、ＥＶＡ（エチレン－酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＡ系（エチレン－酢酸ビニル共重合体系）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）、ポリ酢酸ビニル、塩素化塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、カルボキシビニルポリマー、ケトン樹脂、ノルボルネン樹脂、プロピオン酸ビニル、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＴＰＸ（ポリメチルペンテン）、ポリブタジエン、ＰＳ（ポリスチレン）、スチレン無水マレイン酸共重合体、メタクリル、ＥＭＡＡ（エチレン－メタクリル酸共重合体）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ポリ塩化ビニリデン、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、セルロース系、ナイロン６、ナイロン６共重合体、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、共重合ナイロン、ナイロンＭＸＤ、ナイロン４６、メトキシメチル化ナイロン、アラミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ポリエチレンオキシド、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＳＯ（ポリサルフォン）、ポリアミンサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ポリパラビニールフェノール、ポリパラメチレンスチレン、ポリアリルアミン、芳香族ポリエステル、液晶ポリマー、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＰＥ（テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（エチレン－クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド系）、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）等が挙げられる。
　これら接着層を構成する熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂は、水や有機溶媒に溶解させて接着剤とし、この接着剤をグラファイトシートに塗工して接着層を形成し、グラファイトシート同士を接着させることで「グラファイトシートと接着層とからなる積層体」を製造することができる。また、これら接着層を構成する熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂は、予めフィルム状に成形しておき、接着フィルムやラミネートとして用いることで、「グラファイトシートと接着層からなる積層体」を製造することができる。
　「グラファイトのみからなるプレート状材料」の製造方法としては、公知の技術を用いることが可能である。例えば、ポリイミド樹脂などの高分子フィルムを積み重ねた状態で加圧および熱処理する方法が一般的である。高分子フィルムを積み重ねた状態で加圧および熱処理することによりグラファイト化させることで、グラファイト結晶構造を有するプレート状材料を製造することができる。
　（第２の熱伝導材料の製造方法）
　第２の熱伝導材料は、第１の熱伝導材料の貫通孔よりも細い柱状である。貫通孔よりも細い柱状とは、第２の熱伝導材料の上面および下面の直径が、いずれも貫通孔の直径よりも小さいことを指す。
　第２の熱伝導材料の製造方法としては、特に限定されるものではなく、金属系材料を板状に加工したものをポンチなどで打ち抜く方法や、金属系材料を棒状に加工したものをワイヤーソーで所定の長さに切断する方法などによって柱状の第２の熱伝導材料を製造することができる。
　（貫通孔形成工程）
　本発明の製造方法における貫通孔形成工程について説明する。貫通孔は、第１の熱伝導材料の垂直方向に向かって伸びるように形成される。また、貫通孔は、電子機器の軽量化の点から、第１の熱伝導材料の固定部内に形成されることが好ましい。貫通孔の断面の形状は、特に限定されないが、嵌合強度の観点から、円形であることが好ましい。円形の断面の貫通孔を第１の熱伝導材料の垂直方向に形成する方法としては、特に限定されるものではなく、ドリル、レーザー、パンチングなどの公知の方法を用いることが可能である。
　なお、貫通孔の直径は、特に限定されないが、０．２０ｍｍ以上５０．００ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。
　（挿入工程）
　本発明の製造方法における挿入工程について説明する。挿入工程とは、第１の熱伝導材料に形成された貫通孔の内部に、第２の熱伝導材料を配置することである。配置には、ピンセットなどを用いて手作業で行っても良いし、ロボットを用いて自動で行ってもよい。なお、図４および図５に示す、挿入工程を経た嵌合工程直前の好ましい状態は、第１の熱伝導材料１の垂直方向に形成された直径１２と厚み１３を有する貫通孔１８の内部に、直径１４と厚み１５を有する第２の熱伝導材料２を配置した状態である。後述する嵌合工程において、嵌合強度に優れる点から、第２の熱伝導材料２は、貫通孔１８の直径１２の中央部に配置されることが好ましい。
　（嵌合工程）
　本発明の第１の製造方法おける嵌合工程について説明する。嵌合工程とは、図４および図５の挿入工程を経た第２の熱伝導材料を垂直方向に圧縮することで、第２の熱伝導材料を面方向に押し広げて変形させる工程である。第１の熱伝導材料および第２の熱伝導材料をまとめて圧縮冶具１１を用いて圧縮することが好ましい。まとめて圧縮することで、図６に示すように、嵌合工程後の第１の熱伝導材料１の厚み１３と第２の熱伝導材料２の厚み１３とが揃った状態で嵌合され、第１の熱伝導材料１と第２の熱伝導材料２との間でのスムースな熱伝達を可能にする。また、嵌合工程を経ることによって、第２の熱伝導材料２は第１の熱伝導材料１に形成された貫通孔１８の内部を僅かに押し広げて嵌合することが、嵌合強度に優れる点で好ましい。
　嵌合工程後の第２の熱伝導材料２は、図６に示されるように、第２の熱伝導材料２を側面が膨らんだ状態に変形させることが好ましい。この場合、側面が膨らんだ箇所１７の直径の方が、上面２４または下面１６のうちの大きい方の直径よりも大きくなっている。第２の熱伝導材料２の側面を膨らませるために、図４および図５に示すように、嵌合工程前の第２の熱伝導材料２の体積が、第１の熱伝導材料１に形成された貫通孔１８の体積に対して８０％以上１５０％以下であることが好ましく、１００％以上１２０％以下であることがより好ましい。体積が好ましい範囲であれば、第２の熱伝導材料２の側面が適度に膨らむため、嵌合強度に優れるようになる。ただし、嵌合工程前の第２の熱伝導材料２の体積が、第１の熱伝導材料１に形成された貫通孔１８の体積に対して８０％以上１００％未満である場合には、嵌合工程で第２の熱伝導材料２のみを凹凸を有する鋼板を用いてプレスすることで、第２の熱伝導材料２のみを垂直方向に圧縮して面方向に押し広げて、第２の熱伝導材料２を変形させることができる。
　また、図６に示すように、第２の熱伝導材料２に側面が膨らんだ箇所１７を形成するため、図５に示されるように、挿入工程前の第２の熱伝導材料２の上面２４および下面１６の面積が貫通孔１８の断面の面積（例えば、貫通孔の上面および下面の面積）よりも３％以上小さいものを用いることが好ましい。このような第２の熱伝導材料２を貫通孔１８の内部に配置する挿入工程と、嵌合工程を経ることで、第２の熱伝導材料２に側面が膨らんだ箇所１７を形成しやすく、結果として、嵌合強度に優れるようになる。なお挿入工程前の第２の熱伝導材料２の上面２４および下面１６の面積は、上面２４および下面１６の直径１４から計算可能である。貫通孔１８の面積は、貫通孔１８の直径１２から計算可能である。
　第２の熱伝導材料２に側面が膨らんだ箇所１７を形成するため、図４に示されるように、嵌合工程前の第２の熱伝導材料２の厚み１５は、貫通孔１８の厚み１３よりも５％以上厚いものを用いることが好ましい。このような第２の熱伝導材料２を貫通孔１８に配置し、嵌合工程を経ることで、第２の熱伝導材料２に側面が膨らんだ箇所１７を形成しやすく、結果として、嵌合強度に優れるようになる。
　第２の熱伝導材料２を垂直方向に圧縮する方法としては、プレスが好ましい。プレスの条件は第２の熱伝導材料の種類、形状、個数などによって適宜条件を設定するため特に限定されないが、図４に示されるように、プレスを実施するための圧縮冶具１１として、第２の熱伝導材料２より硬度の高い鋼板を備える油圧プレス機などを用いてプレスすることが一般的に好ましい。また、プレスと同時に加熱および真空状態にしても良い。第１の熱伝導材料１として「グラファイトシートと接着層からなる積層体」を用いた場合、加熱によって貫通孔１８の断面に露出している接着層が溶融し、更に真空状態に保つことによって第２の熱伝導材料２の側面が膨らんだ箇所１７と好ましく密着し、より嵌合強度に優れやすくなる。
　以下に本発明を説明するためにいくつかの実施例を示すが、これによって本発明を限定するものではない。また、各特性の評価条件は、次のとおりとした。
　〔評価方法〕
　（作業性の評価）
　熱輸送構造体の製造工程において、第２の熱伝導材料を第１の熱伝導材料の貫通孔に挿入する工程をピンセットを用いて手作業で実施した。このとき、問題なくスムースな作業により挿入できた場合を「Ａ」、作業性が悪く、時間をかけて無理矢理挿入した場合を「Ｂ」、作業性が悪くて挿入できず、製造できなかった場合を「Ｃ」とした。
（第２の熱伝導材料の嵌合強度および第２の熱伝導材料の形状の評価）
　製造した熱輸送構造体の全体を固定し、第２の熱伝導材料における面方向の中心部に１ｍｍ／ｍｉｎの印加速度で垂直に荷重を与えた。第２の熱伝導材料が第１の熱伝導材料から抜け落ちたときの荷重をＡＭＡＤＡ製フォースゲージＤＳ２－２Ｎで測定した。このときの荷重を抜け落ちた第２の熱伝導材料の上面または下面の長い方の周長で割り、小数点第３以下を四捨五入して、小数点第２位までを算出し、貫通孔の単位周長あたりの嵌合強度を評価した。嵌合強度が１．００Ｎ／ｍｍ以上の場合を「Ａ」、０．５０Ｎ／ｍｍ以上１．００Ｎ／ｍｍ未満の場合を「Ｂ」、０．３０Ｎ／ｍｍ以上０．５０Ｎ／ｍｍ未満の場合を「Ｃ」、０．３０Ｎ／ｍｍ未満の場合を「Ｄ」とし、Ｂ以上の場合を嵌合強度に優れると判断した。
　さらに、抜け落ちた第２の熱伝導材料の上面および下面の直径、側面の直径をノギスを用いて測長し、側面の直径が上面および下面の直径より０．３ｍｍ以上大きく、側面が見かけ上膨らんでいた場合は「Ａ」、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ未満の範囲で大きく、側面が見かけ上膨らんでいた場合は「Ｂ」０．１ｍｍ未満の差で殆ど膨らんでいない場合は「Ｃ」とした。
　（熱伝達効率の評価）
　図１および図２に示す熱輸送構造体５を用い、図３のように熱輸送構造体５の一方の固定部４にヒーター６である坂口伝熱製マイクロセラミックヒーターＭＳ－３を熱伝導接着剤７であるタイカ製ラムダゲルシートＣＯＨ－４０００ＬＶＣを介して配置し、他方の固定部４を１８度の水槽８で水冷した。ヒーター６に２Ｗ印加して発熱させ、この状態で３０分置き、熱伝達部３の両端である側温部９および側温部１０を熱電対で測定した。熱伝達部３の長さ、熱伝達部３の断面積を予め測定しておき、式（２）を用いて、小数点第３以下を四捨五入して、小数点第２位までを算出し、熱伝達部３の面方向の熱伝導率（λ２）を算出した。
　光交流法により導出した、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）と前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）から熱伝達効率（λ２／λ１）を算出し、０．７０以上の場合を「Ａ」、０．６０以上０．７０未満を「Ｂ」、０．３０以上０．６０未満を「Ｃ」、０．３０未満を「Ｄ」とし、Ｂ以上を熱伝達効率に優れると判断した。
　（熱伝達密度の評価）
　図３に示す前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される、熱伝達部３の面方向の熱伝導率（λ２）、および、熱伝達部３の密度（Ｄ）から、熱伝達密度（λ２／Ｄ）を計算した。熱伝達部の密度（Ｄ）は、第１の熱伝導材料の１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルにて、重量および厚みを測定し、重量から体積を割り、小数点第３以下を四捨五入して、小数点第２位までを算出した。熱伝達密度（λ２／Ｄ）が０．５７Ｗｍ２／Ｋ・ｋｇ以上の場合を「Ａ」、０．５０Ｗｍ２／Ｋ・ｋｇ以上０．５７Ｗｍ２／Ｋ・ｋｇ未満の場合を「Ｂ」、０．３０Ｗｍ２／Ｋ・ｋｇ以上０．５０Ｗｍ２／Ｋ・ｋｇ未満の場合を「Ｃ」、０．３０Ｗｍ２／Ｋ・ｋｇ未満の場合を「Ｄ」とし、Ｂ以上の場合を熱伝達密度に優れると判断した。
　〔比較例１〕
　光交流法により導出した、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）が１３５０Ｗ／ｍ・Ｋおよび前記熱伝達部の垂直方向の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋである厚み４０μｍのカネカ製グラファイトシートの片面に、十条ケミカル製アクリル系接着剤Ｇ－２Ｓを乾燥後の厚みが１０μｍになるよう塗工した。このグラファイトシートを１１枚積層し、最上部に接着剤が塗布されていないグラファイトシートを置き、熱プレスにて接着積層した。熱プレスは、圧力０．５ＭＰａ、温度１００℃にて、１０分間おこなった。これを３０ｍｍ幅×２００ｍｍ長にカットし、厚み６００μｍである第１の熱伝導材料１を得た。なお、第１の熱伝導材料１の両端の３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長の領域を仮想的に固定部と見なし、それ以外を熱伝達部として、前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される、熱伝達部３の面方向の熱伝導率（λ２）の評価を行った。
　〔比較例２〕
　比較例１と同様にして、厚み４０μｍのカネカ製グラファイトシートを十条ケミカル製アクリル系接着剤Ｇ－２Ｓを用いて３５枚積層し、最上部に接着剤が塗布されていないグラファイトシートを置き、厚み１８００μｍである第１の熱伝導材料１を得た。なお、第１の熱伝導材料１の両端の３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長の領域を仮想的に固定部と見なし、それ以外を熱伝達部として、前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される、熱伝達部３の面方向の熱伝導率（λ２）の評価を行った。
　〔実施例１〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。具体的には、比較例１で得た、第１の熱伝導材料１の両端３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長の領域に、ポンチを用いて直径１２が５ｍｍである貫通孔１８を４箇所、両端合計で８箇所形成した。第１の熱伝導材料１の各貫通孔の内面の表面粗さＲｚは、３．５μｍ以上２００μｍ以下であった。貫通孔１８の配置は、最近接の貫通孔１８同士の中心間距離が１０ｍｍ間隔で正方形模様になるようにした。それぞれの貫通孔１８に直径１４が４．９ｍｍ、厚み１５が７００μｍの銅製の第２の熱伝導材料２を、ピンセットを用いて配置した。この状態を図５に示す。上記第１の熱伝導材料１および第２の熱伝導材料２の全体を圧縮冶具１１である油圧プレス機でプレスし、第１の熱伝導材料１と同じ厚みになるまで第２の熱伝導材料２を圧縮することで、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例２〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。具体的には、比較例２で得た、第１の熱伝導材料１を用いたこと、第２の熱伝導材料２の厚み１５が２０００μｍであること以外は実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が１８００μｍである熱輸送構造体５を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例１および２は、比較例１および２と比較して、第２の熱伝導材料２を使用しており、熱伝達効率および熱伝達密度共に優れていた。
　〔実施例３〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。光交流法により導出した、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）が１３５０Ｗ／ｍ・Ｋおよび前記熱伝達部の垂直方向の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋである厚み４０μｍのカネカ製グラファイトシートを３０ｍｍ幅×２００ｍｍ長にカットし、乾燥後の厚みが１０μｍになるよう、第１の熱伝導材料１の両端３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長の領域にのみ十条ケミカル製アクリル系接着剤Ｇ－２Ｓを塗工した。これを１１枚積層し、最上部に接着剤が塗布されていないグラファイトシートを置き、熱プレスにて接着積層した。熱プレスは、圧力０．５ＭＰａおよび温度１００℃にて、１０分間おこなった。これにより、厚み１３が６００μｍである第１の熱伝導材料１を得た。
　続いて、実施例１と同様にして、熱伝達部３のグラファイトシート同士がお互いに接着しておらず、２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例４〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。第２の熱伝導材料２をアルミニウム製のものにしたこと以外は実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例５〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。十条ケミカル製アクリル系接着剤Ｇ－２Ｓを乾燥後の厚みが２０μｍになるよう塗工した。
　このグラファイトシートを２枚積層し、熱プレスにて接着積層した。熱プレスは、圧力０．５ＭＰａおよび温度１００℃にて、１０分間おこなった。これを３０ｍｍ幅×２００ｍｍ長にカットし、厚み１３が１００μｍである第１の熱伝導材料１を得た。
　続いて、第２の熱伝導材料２を厚み１５が１２０μｍであること以外は実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が１００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例６〕
　サイズが６０ｍｍ幅×２００ｍ長であること以外は比較例１と同様にして、第１の熱輸送構造体１を得た。
　続いて、第１の熱伝導材料１の両端６０ｍｍ幅×６０ｍｍ長の領域中心に、ポンチを用いて直径１２が５０ｍｍφの貫通孔１８を１箇所、両端合計で２箇所形成した。ここに直径１４が４９ｍｍφ、厚み１５が８００μｍである銅製の第２の熱伝導材料２を配置し、全体を圧縮冶具１１である油圧プレス機でプレスし、第１の熱伝導材料１と同じ厚みになるまで第２の熱伝導材料２を圧縮することで、熱伝達部３と２つの固定部４（６０ｍｍ幅×６０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例７〕
　サイズが１０ｍｍ幅×１００ｍ長であること、カネカ製グラファイトシートを十条ケミカル製アクリル系接着剤Ｇ－２Ｓを用いて４枚積層し、厚み１３を２００μｍにしたこと以外は比較例２と同様にして、第１の熱伝導材料１を得た。
　続いて、第１の熱伝導材料１の両端１０ｍｍ幅×１０ｍｍ長の領域にドリルを用いて直径１２が０．２ｍｍφの貫通孔１８を均等に９箇所、両端合計で１８箇所形成した。貫通孔１８の配置は、最近接の貫通孔１８同士の中心間距離が２ｍｍで３行×３列の四角形の格子状模様になるようにした。それぞれの貫通孔１８に直径１４が０．１８ｍｍφおよび厚み１５が２１０μｍの銅製の第２の熱伝導材料２を配置し、全体を圧縮冶具１１である油圧プレス機でプレスし、第１の熱伝導材料１と同じ厚みになるまで第２の熱伝導材料２を圧縮することで、熱伝達部３と２つの固定部４（１０ｍｍ幅×１０ｍｍ長）を有し、厚み１３が２００μｍである熱輸送構造体５を得た。第２の熱伝導材料の直径１４および貫通孔の直径１２が共に小さかったため、作業性はやや悪かった。
　〔実施例８〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。カネカ製ポリイミドフィルム（２５ＡＨ）を積層したものを加圧下、不活性ガス中で１０００℃の温度まで予備加熱処理して炭素化した。その後、これを加圧下、不活性ガス雰囲気下で２８００℃の温度まで熱処理することによりグラファイト化させ、グラファイトのみからなるプレート状材料を得た。これを、３０ｍｍ幅×２００ｍｍ長×６００μｍ厚に研磨し、光交流法により導出した、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）が１５００Ｗ／ｍ・Ｋおよび前記熱伝達部垂直方向の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋである第１の熱伝導材料１を得た。
　続いて、実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例９〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。第１の熱伝導材料１の厚み１３が５ｍｍであること、第２の熱伝導材料の厚み１５が５．５ｍｍであること以外は実施例８と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が５ｍｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例１０〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。光交流法により導出した、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）が２００Ｗ／ｍ・Ｋおよび前記熱伝達部の垂直方向の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋである厚み８０μｍの天然グラファイトシート（東洋炭素製）の片面に、十条ケミカル製アクリル系接着剤Ｇ－２Ｓを乾燥後の厚みが８μｍになるよう塗工した。この天然グラファイトシートを６枚積層し、最上部に接着剤が塗布されていない天然グラファイトシートを置き、熱プレスにて接着積層した。熱プレスは、圧力０．５ＭＰａおよび温度１００℃にて、１０分間おこなった。これを３０ｍｍ幅×２００ｍｍ長にカットし、厚み１３が６００μｍである第１の熱伝導材料１を得た。
　続いて、実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例１１〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。直径１４が４．９７ｍｍφおよび厚み１５が６２０μｍである銅製の第２の熱伝導材料２を用いた以外は、実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔実施例１２〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。カネカ製ポリイミドフィルム（７５ＡＨ）を不活性ガス中で１０００℃の温度まで予備加熱処理して炭素化した。その後、これを加圧下、不活性ガス雰囲気下で２８００℃の温度まで熱処理することによりグラファイト化させ、光交流法により導出した、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）が５００Ｗ／ｍ・Ｋおよび前記熱伝達部の垂直方向の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋである厚み１１０μｍのグラファイトシートを得た。この片面に、十条ケミカル製アクリル系接着剤Ｇ－２Ｓを乾燥後の厚みが１２．５μｍになるよう塗工した。ここに、同じグラファイトシートを４枚積層し、最上部に接着剤が塗布されていないグラファイトシートを置き、熱プレスにて接着積層した。熱プレスは、圧力０．１ＭＰａおよび温度１００℃にて、１０分間おこなった。これを３０ｍｍ幅×２００ｍｍ長にカットし、厚み１３が６００μｍである第１の熱伝導材料１を得た。
　続いて、実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔比較例３〕
　製造した熱輸送構造体５を図１および図２に示す。実施例１０と同様にして得た第１の熱伝導材料１の両端３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長の領域に、ポンチを用いて直径１２が５ｍｍφである貫通孔１８を均等に４箇所、両端合計で８箇所形成した。貫通孔１８の配置は、最近接の貫通孔１８同士の中心間距離が１０ｍｍ間隔で正方形模様になるようにした。それぞれの貫通孔１８に直径１４が５．５ｍｍφおよび厚み１５が６００μｍの銅製の第２の熱伝導材料２を圧入し、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。貫通孔１８の直径１２よりも第２の熱伝導材料の直径１４が大きかったため、無理矢理挿入する必要があり、第１の熱伝導材料１が変形するなどし、作業性がやや悪かった。
　〔比較例４〕
　図４および図５に示す嵌合工程を行い、図１および図２に示す熱輸送構造体５を製造した。第２の熱伝導材料２を直径１４が４．０ｍｍφおよび厚み１５が７００μｍのものを用いた以外は、実施例１と同様にして、熱伝達部３と２つの固定部４（３０ｍｍ幅×２０ｍｍ長）を有し、厚み１３が６００μｍである熱輸送構造体５を得た。
　〔比較例５〕
　第１の熱伝導材料に形成した貫通孔１８の直径１２が０．１ｍｍφであることおよび第２の熱伝導材料２の直径１４が０．９ｍｍφであること以外は、実施例７と同様にした。作業性が極めて悪く、第２の熱伝導材料の取り扱い、および挿入工程が困難であり、熱輸送構造体５を得ることができなかった。
　〔比較例６〕
　第２の熱伝導材料２の直径１４が７．０ｍｍφおよび厚み１５が６００μｍであること以外は、実施例１と同様にした。第２の熱伝導材料２を貫通孔１８に圧入によって挿入しようとすると、貫通孔１８にかかる第１の熱伝導材料１が一部破損してしまい、作業性が極めて悪く、熱輸送構造体５を得ることができなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　実施例１～１２はいずれも、比較例３および４に比べて、嵌合強度が優れていた。比較例５および６については製造することが出来なかった。比較例３は、嵌合強度に劣るものであるが、貫通孔１８の直径１２より大きい直径１４を有する第２の熱伝導材料２を圧入しており、圧縮はしていないため、側面も膨らんではいなかった。結果、比較例３は、熱伝達密度に劣っており、熱伝達効率も劣るものであった。比較例４は、嵌合強度に劣るものであるが、第２の熱伝導材料の体積が、貫通孔１８の体積に対して８０％未満であり、貫通孔１８の内面で第２の熱伝導材料２が十分に保持されなかったと考えられる。結果、比較例４は、熱伝達密度に劣っており、熱伝達効率も劣るものであった。
　実施例１、２および５は、第１の熱伝導材料１の厚み１３が異なるものであるが、厚みが好ましい範囲のものであることで、比較例３、４に比べて嵌合強度が優れていた。また、実施例１、２および５は、熱伝達効率および熱伝達密度にも優れていた。
　実施例３のように実施例１の熱伝達部３のグラファイトシートがお互いに接着していないような形態、実施例４のように実施例１の第２の熱伝導材料２として銅の代わりにアルミニウムを使用したものにおいても、比較例３および４に比べて嵌合強度に優れていた。また、実施例３および４は、熱伝達効率および熱伝達密度にも優れていた。
　実施例６および７は、実施例１の貫通孔１８の直径１２を変えたものであるが、貫通孔１８の直径１２が好ましい範囲のものであることで、比較例３および４に比べて嵌合強度は優れていた。また、実施例６および７は、熱伝達効率および熱伝達密度にも優れていた。
　実施例７は、貫通孔１８が実施例１よりも小さいものの、貫通孔の径が好ましい範囲にあることで、比較例３および４に比べて嵌合強度は優れていた。また、実施例７は、熱伝達効率および熱伝達密度にも優れていた。
　実施例８および９は、第１の熱伝導材料１がグラファイトのみで構成されているものであるが、比較例３および４に比べて嵌合強度に優れていた。また、実施例８および９は、熱伝達効率および熱伝達密度には優れていた。
　実施例１０および１２は、実施例１の第１の熱伝導材料１の面方向の熱伝導率を変えたものであるが、第１の熱伝導材料１の面方向の熱伝導率が好ましい範囲にあることで、比較例３および４に比べて嵌合強度に優れていた。
　実施例１１は、実施例１の第２の熱伝導材料２の形状を変えたものであるが、第２の熱伝導材料２の体積が貫通孔１８の体積に対して好ましい範囲にあることで、比較例３および４に比べて嵌合強度は優れていた。また、実施例１１は、熱伝達効率および熱伝達密度に優れていた。
　実施例１～１２から、本発明は、嵌合強度に優れることで、第１および第２の熱伝導材料間のスムースな熱伝達を実現しており優れた熱伝達効率を有していることは明らかである。さらに、本発明は、熱伝達密度にも優れており、熱を高密度に伝達可能であることから、電子機器の高密度化にも貢献できるものである。
　本発明は、電子機器において好適に用いられる。
　１．第１の熱伝導材料
　２．第２の熱伝導材料
　３．熱伝達部
　４．固定部
　５．熱輸送構造体
　６．ヒーター
　７．熱伝導接着剤
　８．水槽
　９．側温部
１０．側温部
１１．圧縮冶具
１２．直径
１３．厚み
１４．直径
１５．厚み
１６．下面
１７．側面が膨らんだ箇所
１８．貫通孔
１９．面方向
２０．垂直方向
２１．中心部
２２．長さ
２３．幅
２４．上面

Claims (14)

  1. 　面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料と、
    　前記第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合された第２の熱伝導材料と、を含み、
    　前記貫通孔の貫通方向は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向であり、
    　前記第２の熱伝導材料は、前記貫通孔内面で保持され、前記貫通孔の単位周長あたり０．５Ｎ／ｍｍ以上の嵌合強度を有し、
    　前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い熱輸送構造体。
  2. 　面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料と、
    　前記第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合された第２の熱伝導材料と、を含み、
    　前記貫通孔の貫通方向は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向であり、
    　前記第２の熱伝導材料は、側面が膨らんだ柱状であり、
    　前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い熱輸送構造体。
  3. 　面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料と、
    　前記第１の熱伝導材料の貫通孔に嵌合された第２の熱伝導材料と、を含み、
    　前記貫通孔の貫通方向は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向であり、
    　前記第１の熱伝導材料の貫通孔の内面の表面粗さＲｚが３．５μｍ以上であり、
    　前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い熱輸送構造体。
  4. 　前記第２の熱伝導材料は、側面が膨らんだ柱状である、請求項１または３に記載の熱輸送構造体。
  5. 　前記第２の熱伝導材料が保持されている部分である、複数の固定部と、
    　前記固定部間に配置された熱伝達部と、を備える、請求項１～４の何れか一項に記載の熱輸送構造体。
  6. 　前記第１の熱伝導材料が、グラファイトを含み、
    　前記熱伝達部は、光交流法により導出される、面方向の熱伝導率（λ１）が５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、かつ、周波数変化法により導出される垂直方向の熱伝導率が２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のものである、請求項５に記載の熱輸送構造体。
  7. 　光交流法により導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ１）、および、前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度測定から導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）から算出される熱伝達効率（λ２／λ１）が０．６０以上であり、かつ、前記熱伝達部の厚みが１００μｍ以上である、請求項５または６に記載の熱輸送構造体。
  8. 　前記固定部に入熱した際の熱伝達部の温度分布測定から導出される、前記熱伝達部の面方向の熱伝導率（λ２）、および、前記熱伝達部の密度（Ｄ）から算出される、熱伝達密度（λ２／Ｄ）が０．５０Ｗ・ｍ２／Ｋ・ｋｇ以上である請求項５～７のいずれか一項に記載の熱輸送構造体。
  9. 　前記貫通孔の直径が、０．２０ｍｍ以上５０．００ｍｍ以下の範囲である請求項１～８のいずれか一項に記載の熱輸送構造体。
  10. 　面方向の熱伝導率が、当該面方向に対する垂直方向の熱伝導率よりも高い第１の熱伝導材料に対して、当該垂直方向に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
    　前記貫通孔よりも細い柱状の第２の熱伝導材料を当該貫通孔に挿入する挿入工程と、
    　前記第２の熱伝導材料を垂直方向に圧縮して前記面方向に押し広げて変形させ、前記第２の熱伝導材料を前記貫通孔に嵌合させる嵌合工程と、を含み、
    　前記第２の熱伝導材料の体積が、前記貫通孔の体積に対して８０％以上１５０％以下の範囲である熱輸送構造体の製造方法。
  11. 　前記嵌合工程後の前記第２の熱伝導材料は、側面が膨らんでいる、請求項１０に記載の熱輸送構造体の製造方法。
  12. 　前記第１の熱伝導材料の垂直方向における前記第２の熱伝導材料の熱伝導率は、前記第１の熱伝導材料の垂直方向の熱伝導率よりも高い、請求項１０または１１に記載の熱輸送構造体の製造方法。
  13. 　前記挿入工程前の前記第２の熱伝導材料の上面および下面の面積が、前記貫通孔の面積よりも３％以上小さい、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の熱輸送構造体の製造方法。
  14. 　前記挿入工程前の前記第２の熱伝導材料の厚みは、前記貫通孔の厚みよりも５％以上厚い、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の熱輸送構造体の製造方法。
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