高取向性石墨制造技术

本发明专利技术能通过采用由石墨层层叠而成并且吸水量少的高取向性石墨(10)，来实现一种以不会发生层间剥离的该高取向性石墨(10)为构成成分，且使用时的信赖度高并具有良好散热性的电子设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高取向性石墨。
技术介绍
近年，不断要求生产具有更高散热能力或者导热能力的材料，即要求生产将层状的石墨(以下称为“石墨层”)沿着层叠方向层叠20mm以上的高取向性石墨。高取向性石墨是指石墨层呈高取向度状态的石墨，具体是指石墨层的沿取向方向的热传导率为800W/(m·K)以上的石墨。作为高取向性石墨的制造方法，可以举出例如专利文献1记载的将高分子薄膜、或者由高分子薄膜得到的碳质薄膜进行多层层叠，并按照2000℃～2600℃温度域以外的温度域，一边加压一边热处理，直至升温至3000℃以上的方法。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：日本国公开专利公报“特开平4－202054号公报”(1992年7月22日公开)
技术实现思路
(本专利技术所要解决的课题)但是，专利文献1中只得到了石墨层的层叠方向上的厚度为1.5～2mm左右的高取向性石墨。另外，虽然记载了到达2600℃后沿石墨层的层叠方向以200kg/cm2进行加压的加压方法，但是在2600℃的高温下若进行200kg/cm2的强加压，则高取向性石墨及容器或加压用的夹具会发生显著的变形，若石墨层的层叠方向上的厚度较厚，例如为20mm以上，则会发生石墨层的错位，因此没能得到厚度20mm以上的高取向性石墨。另外，将高取向性石墨用于电子设备时，高取向性石墨的低吸水量也是很重要的。由于高取向性石墨具有层状构造，若水分进入层间，则在该状态下进行加热时，蒸汽会引起层间剥离。因此，需要减少石墨层的层间间隙，即，需要降低高取向性石墨的吸水量。本专利技术的课题是提供厚度20mm以上并且吸水量低的高取向性石墨。(用以解决课题的方案)为了解决上述课题，本专利技术的高取向性石墨是由石墨层层叠而成，其特征在于：上述高取向性石墨的沿上述石墨层的层叠方向的厚度为20mm以上，上述高取向性石墨的吸水量除以上述高取向性石墨中上述石墨层的层叠面的面积而得到的值为0.005mg/cm2以上6.0mg/cm2以下。为了解决上述课题，本专利技术的高取向性石墨是由石墨层层叠而成，其特征在于：该高取向性石墨的吸水率为0.001％以上1.15％以下。为了解决上述课题，本专利技术的高取向性石墨的制造方法中对由多张高分子薄膜或者碳质薄膜层叠而成的层叠体进行达至2400℃以上的加压热处理，该制造方法的特征在于：在对上述层叠体进行石墨化的石墨化工序中，至少在2400℃以上的任意温度范围内，对上述层叠体进行20kg/cm2以上的加压，并且仅对上述层叠体中与加压用夹具对置的面的92％以下面积进行该加压。(本专利技术的效果)通过本专利技术，能够得到厚度20mm以上并且吸水量低的高取向性石墨。附图说明图1是示出将高取向性石墨应用于电子设备中的应用例的侧面图。图2是示出高取向性石墨的斜视图。图3是示出高取向性石墨的石墨层层叠面的斜视图。图4是示出高取向性石墨的错位的图。图5是示出石墨化工序中加压方法的俯视图。图6是示出石墨化工序中加压方法的俯视图。图7是示出石墨化工序中加压方法的俯视图。图8是示出实施例1中石墨化后的高取向性石墨的侧面图。(附图标记说明)1 半导体2 散热片5 模塑树脂10 高取向性石墨20 碳质薄膜层叠体50 石墨层的层叠面51 图3中高取向性石墨的正面52 图3中高取向性石墨的右侧面53 图3中高取向性石墨的左侧面54 图3中高取向性石墨的背面150 从加压部分的端部到碳质薄膜层叠体的端部的最短距离100 被配置在最上部的石墨层110 全部石墨层均彼此重叠的部分200 加压用夹具300 高取向性石墨在其石墨化时被加压的部分310 高取向性石墨在其石墨化时未被加压的部分具体实施方式本专利技术是层状地将石墨层叠而成的高定向性石墨，该高定向性石墨在该层状石墨的层叠方向上的厚度为20mm以上，并且，该高取向性石墨的吸水量除以该高取向性石墨中石墨层的层叠面的面积而得到的值为0.005mg/cm2以上6.0mg/cm2以下。并且，本专利技术是由石墨层层叠而成的高取向性石墨，该高取向性石墨的吸水率为0.001％以上1.15％以下。另外，本说明书中的“石墨层”意指石墨烯。(高取向性石墨的沿石墨层的层叠方向的厚度)将高取向性石墨应用于半导体等电子设备时，若根据希望的导热方向而改变石墨层的取向方向，则效果较好。特别是如图1所示，若将高取向性石墨10配置在由模塑树脂5保持的作为发热源的半导体1和作为冷却器的散热片2之间，则通过将石墨层沿发热源到冷却器的方向(Z轴方向)取向，就能够将发热源的热高效地传递到冷却器。此时，石墨层不仅沿Z轴方向取向，还沿X轴方向取向，即除了沿Z轴方向导热，也沿X轴方向散热，由此能够有助降低电子设备的温度。另外，关于图2的高取向性石墨10，由于石墨层50沿着Z轴方向和X轴方向取向，所以高取向性石墨10除了沿Z轴方向导热，也沿X轴方向散热。可以沿着Z’轴方向，切割图3所示的沿X’轴方向和Y’轴方向取向的高取向性石墨，然后将其层叠方向翻转90°，以此便能得到图1所示的在Z轴方向上具高取向性的高取向性石墨。另一方面，若此时高取向性石墨10的大小与散热片基本相同，则导热及散热的效果较高，因此要求高取向性石墨10的尺寸为20mm见方以上。即，佳选石墨层的层叠方向(Z轴方向)上的尺寸为20mm以上的高取向性石墨。另外，图3中，虽通过X’轴、Y’轴、及Z’轴规定了空间，但是也可以通过其他轴来规定该空间。例如，可以如图1及2那样，以图3的X’轴为X轴，以图3的Y’轴为Z轴，以图3的Z’轴为Y轴。(用高取向性石墨的吸水量除以高取向性石墨中石墨层的层叠面的面积而得到的值)关于本专利技术的高取向性石墨，用该高取向性石墨的吸水量除以该高取向性石墨中石墨层的层叠面的面积而得到的值优选6.0mg/cm2以下，进而优选3.0mg/cm2以下，尤其优选0.8mg/cm2以下，最优选0.5mg/cm2以下。若上述值为6.0mg/cm2以下，则能够抑制石墨的层间剥离，因此优选。另外，高取向性石墨中石墨层的层叠面是指，如图3所示的石墨层层叠之处的表面。石墨层的层叠面具体是指作为YZ面的正面51及背面54、以及作为XZ面的右侧面52及左侧面53这4个面。关于本专利技术的高取向性石墨，用该高取向性石墨的吸水量除以该高取向性石墨中石墨层的层叠面的面积而得到的值优选0.005mg/cm2以上，进而优选0.006mg/cm2以上。若吸水率为0.005mg/cm2以上，则由于上述层叠面存在着形成在石墨的层间的微小的凹凸，所以当高取向性石墨与其他材料接合时，高取向性石墨与其他材料的接合性好，从而高取向性石墨与其他材料的紧密性会提高，因此优选。另外，由于上述层叠面中存在着石墨的边缘及亲水性官能基，所以高取向性石墨与其他材料接合时，高取向性石墨与其他材料的接合性好，从而高取向性石墨与其他材料的紧密性会提高，因此优选。将高取向性石墨应用于电子设备时，接受电镀处理及焊接等工序的可能性很高，因此在此类工序中，液体会与高取向性石墨接触。另一方面，高取向性石墨中特别是石墨层的取向度很高，所以水分几乎不会沿石墨层的层叠方向透过。因此，若高取向性石墨吸水后被加热，则会发生水分的膨胀，而无法沿石墨层的层叠方向渗透的水分会顶起石墨层，由此引发层间剥离。对此，通过减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高取向性石墨，其由石墨层层叠而成，其特征在于：上述高取向性石墨的沿上述石墨层的层叠方向的厚度为20mm以上，上述高取向性石墨的吸水量除以上述高取向性石墨中上述石墨层的层叠面的面积而得到的值为0.005mg/cm2以上6.0mg/cm2以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.25 JP 2014-0344421.一种高取向性石墨，其由石墨层层叠而成，其特征在于：上述高取向性石墨的沿上述石墨层的层叠方向的厚度为20mm以上，上述高取向性石墨的吸水量除以上述高取向性石墨中上述石墨层的层叠面的面积而得到的值为0.005mg/cm2以上6.0mg/cm2以下。2.根据权利要求1所述的高取向性石墨，其中，上述高取向性石墨的吸水量除以上述高取向性石墨中上述石墨层的层叠面的面积而得到的值为0.8mg/cm2以下。3.一种高取...

【专利技术属性】
技术研发人员：沓水真琴，加藤裕介，西川泰司，太田雄介，
申请(专利权)人：株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：日本;JP