石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体技术

本发明专利技术涉及石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体。本发明专利技术提供：使用特定材料的导热率高并且内部难以产生空隙的石墨层叠体、易传热性及剥离强度好的石墨层叠体、上述石墨层叠体的制造方法、含有上述石墨层叠体的热传输用构造物、无使用温度限制且可稳定使用的棒状热传输体、以及具备棒状热传输体的电子设备。

【技术实现步骤摘要】
石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体本申请是中国专利申请201580069237.8的分案申请，原申请201580069237.8的申请日为2015年12月18日，其名称为“石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体”。
本专利技术涉及石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体。
技术介绍
近年，为解决电子设备的发热问题，要求提供能够有效地将热源所产生的热转移至温度低的部位，从而抑制电子设备温度上升的散热部件。作为这样的散热部件，采用了石墨片(例如，参照专利文献1～3)、热管(例如，参照专利文献4以及5)。高分子煅烧型的石墨片具有优越的散热特性，作为散热元件用于搭载在电脑等电子设备或者电气设备上的半导体元件及其他发热元件等上。石墨片作为散热元件使用时大多例如贴在电脑设备的液晶显示器的整个背面。但是，由于近年半导体元件的高性能化，出现了CPU的小型化以及高功率化，从而使元件局部发热量增加。虽然使用石墨片能够实现散热，但是在将发热体发出的热传送至低温部位方面还存在不足，因此智能手机等CPU大量发热的电子设备中需要进一步的散热方法。例如，在个人电脑等大型电子设备中，将热管用作传输CPU所产生的大量热的元件。热管具有在铜制的管中封入液体的结构，该液体在加热部被加热气化时从电子设备获得气化热，由此使电子设备冷却。气化的气体移动至冷却部并发生液化，然后，该液体再次返回加热部，对电子设备进行冷却。即在热管中反复发生气化与液化，由此能够有效地对电子设备进行冷却。另外，针对智能手机等小型化、高功率化的设备，技术人员也致力于改进热管的管截面形状及尺寸、管的材质及工作液的材质。另外，专利文献1记载了将利用粘合材使石墨薄膜层叠而形成的石墨块切片加工而得到的散热板。与本专利技术不同，专利文献1所述的技术是先将沿面方向进行取向的石墨薄膜层叠形成石墨块，将该石墨块沿层叠方向切成薄片，从而得到沿厚度方向进行取向的柔软的散热板。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：日本公开专利公报“特开2009-295921号公报(2009年12月17日公开)”专利文献2：日本公开专利公报“特开平7-109171号公报(1995年4月25日公开)”专利文献3：日本公开专利公报“特开2008-305917号公报(2008年12月18日公开)”专利文献4：国际公布WO2012/147217号公报(2012年11月1日公开)专利文献5：国际公布WO2014/077081号公报(2014年5月22日公开)
技术实现思路
(本专利技术所要解决的课题)热管的工作原理是通过如上所述的循环来传输热，即，在高温部位工作液吸热蒸发，气化的气体经过中空部向低温部位移动，凝集成液状，再返回高温部。因此，当CPU等发热部的功率高，与发热部接触的热管的温度升高时，由于急速蒸发，导致工作液消失，无法进行冷却，会发生所谓的“干透”。也就是说热管即使暂时处于高温，也可能一瞬间就无法使用。所以，热管存在着在特定温度下热传输能力急剧下降，因而无法稳定使用以及使用温度受到限制的课题。由此，需要开发以与热管不同的材料制作的、且以与热管不同的原理工作的、能够防止发生干透的新的热传输体。本专利技术人在为了解决上述课题而锐意研究的过程中发现在制作热传输体时将石墨片的层叠体用于热管的原料是解决上述课题的方法之一。石墨片的优势在于：i)能够实现小型化、薄型化以及轻量化，ii)不易受重力影响。由此，迄今为止，将不层叠的一张石墨片用作散热部件是技术常识，本领域的技术人员没有将石墨片层叠以用作热传输体的概念，并且，也没有将该层叠体成形为预期形状以用作热传输体原料的概念。但是，本专利技术人在将石墨片的层叠体用作热传输体的原料时，还面临了其他课题。例如，将石墨片与粘接层单纯层叠以用作热传输体的原料，只能实现比预期导热率(理论导热率＝石墨片的导热率×石墨片的合计厚度÷石墨片与粘接层的层叠体的厚度)低很多的导热率。另外，以高分子薄膜作为原料制作的石墨片气体透过性低，气体会进入石墨片与粘接层之间形成空隙，该空隙会导致最终得到的热传输体的强度下降且最终得到的热传输体的导热特性下降。作为气体进入的主要原因，可以举出(i)在石墨片与粘接层的层叠工序中气体进入，(ii)从粘接层产生气体。例如，如果将丙烯系粘接剂、橡胶片等玻璃化转变点为50℃以下的材料用于粘接层，则层叠时气体容易进入石墨片与粘接层之间。特别是粘接层的厚度薄，则粘接层的自支持性低，操作的难度大，石墨片与粘接层之间容易进入气体。另外，在石墨片与粘接层的层叠工序中，如果粘接层产生气体，或者如果具备石墨片与粘接层的层叠体的电子设备发热，而该热导致粘接层产生气体，则气体会进入石墨片与粘接层之间。进入了气体的石墨层叠体的易传热性及剥离强度会下降。本专利技术是鉴于上述现有课题而进行的，第一专利技术的目的是提供不受使用温度限制、可稳定使用的棒状热传输体、以及具备该棒状热传输体的电子设备。第二专利技术的目的是提供导热率高且内部难以产生空隙的石墨层叠体、该石墨层叠体的制造方法、以及含有该石墨层叠体的热传输用构造物。第三专利技术的目的是提供易传热性及剥离强度好的石墨层叠体以及该石墨层叠体的制造方法。(用以解决课题的方案)以下的(1)～(10)与上述第一专利技术对应。(1)为解决上述课题，本专利技术的热传输体是一种棒状热传输体，其特征在于：在该棒状热传输体的一端部与高温部位接触且另一端部与保持20℃的低温部位接触的条件下测定的该棒状热传输体的导热率满足式(1)的关系，λa/λb＞0.7式(1)式(1)中，λa表示上述高温部位的温度是100℃时的导热率，λb表示上述高温部位的温度是50℃时的导热率。(2)本专利技术的棒状热传输体优选含有石墨。(3)本专利技术的棒状热传输体优选具有层状结构。(4)为解决上述课题，本专利技术的热传输体是棒状热传输体，该棒状热传输体的特征在于：其由石墨片与粘接层交互层叠而成，上述石墨片的层叠数为3层以上且500层以下。(5)本专利技术的棒状热传输体的截面的短轴a与长轴b的比a/b优选为1/500以上。(6)本专利技术的棒状热传输体的棒长L优选为4cm以上。(7)本专利技术的棒状热传输体优选为：在以该棒状热传输体与地面呈水平的方式保持该棒状热传输体的两端部，然后松开对一端部的保持的情况下，松开保持后的端部的中心位置从松开保持前的位置垂直向下变化的距离为棒长L的10％以下。(8)本专利技术的棒状热传输体优选被用作热管。(9)为解决上述课题，本专利技术的棒状热传输体的特征在于：该棒状热传输体被安装在电子设备内部使用，该棒状热传输体含有石墨成分，并且，该棒状热传输体的一端部与发热体连接且另一端部与温度比发热体低的低温部位连接，从而该棒状热传输体被用作高速散热路(thermalhighway)。(10)为解决上述课题，本专利技术的电子设备的特征在于：具备发热体、温度比发热体低的低温部、以及高速散热路，上述高速散热路是本专利技术的棒状热传输体。以下的(11)～(25)与上述第二专利技术对应。(11)为解决上述课题，本专利技术的石墨层叠体的特征在于：该石墨层叠体含有交互层叠的石墨片与粘接层，上述粘接层含有热塑性树脂及热固化性树脂中的至少一种树脂，上述粘接层的吸水率为2％以下且上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨层叠体，其特征在于：该石墨层叠体含有交互层叠的石墨片与粘接层，上述粘接层含有热塑性树脂及热固化性树脂中的至少一种树脂，上述粘接层的吸水率为2％以下且上述粘接层的厚度低于15μm，该石墨层叠体中包含的上述石墨片的层叠数为3层以上。

【技术特征摘要】
2014.12.18 JP 2014-256603;2015.02.27 JP 2015-039101.一种石墨层叠体，其特征在于：该石墨层叠体含有交互层叠的石墨片与粘接层，上述粘接层含有热塑性树脂及热固化性树脂中的至少一种树脂，上述粘接层的吸水率为2％以下且上述粘接层的厚度低于15μm，该石墨层叠体中包含的上述石墨片的层叠数为3层以上。2.一种石墨层叠体，其特征在于：该石墨层叠体含有交互层叠的石墨片与粘接层，上述粘接层含有热塑性树脂及热固化性树脂中的至少一种树脂，上述粘接层的厚度低于15μm，该石墨层叠体中包含的上述石墨片的层叠数为3层以上，该石墨层叠体的吸水率为0.25％以下。3.根据权利要求1或者2所述的石墨层叠体，其特征在于：上述热塑性树脂以及上述热固化性树脂的玻璃化转变点为50℃以上。4.根据权利要求1或者2所述的石墨层叠体，其特征在于：上述石墨片在其面方向上的导热率为1000W/(m·K)以上。5.根据权利要求1或者2所述的石墨层叠体，其特征在于：该石墨层叠体具有在其至少一个以上的弯曲部被弯折了的形状。6.一种石墨层叠体，其特征在于：该石墨层叠体由具有由X轴及与该X轴正交的Y轴所规定的表面的石墨片以及具有该表面的粘接层在该表面重叠的状态下沿着与该表面垂直相交的Z轴方向交互层叠而成，该石墨层叠体具有在其至少两个以上的弯曲部被弯折了的形状，上述弯曲部分别为以下(a)～(c)中的任一种：(a)将该石墨层叠体向上述X轴方向或者上述Y轴方向弯曲而成的第一弯曲部、(b)将该石墨层叠体向上述Z轴方向弯曲而成的第二弯曲部、(c)将该石墨层叠体向上述X轴方向或者上述Y轴方向弯曲并且向上述Z轴方向弯曲而成的第三弯曲部。7.一种石墨层叠体，其特征在于：该石墨层叠体由具有由X轴及与该X轴正交的Y轴所规定的表面的石墨片以及具有该表面的粘接层在该表面重叠的状态下沿着与该表面垂直相交的Z轴方向交互层叠而成，该石墨层叠体具有在其至少一个以上的弯曲部被弯折了的形状，上述弯曲部分别为以下的(c)：(c)将该石墨层叠体向上述X轴方向或者上述Y轴方向弯曲并且向上述Z轴方向弯曲而成的第三弯曲部。8.根据权利要求1、2、6或者7所述的石墨层叠体，其特征在于：以该石墨层叠体与地面呈水平的方式将该石墨层叠体的一端部固定，然后相对于该石墨层叠体中的与被固定的上述端部相距4cm的位置上的截面施加/每1mm2为0.7g的负荷时，上述截面的位移为15mm以下。9.一种热传输用构造物，其特征在于：具备发热元件以及权利要求1、2、6或者7所述的石墨层叠体，上述石墨层叠体与高温部分以及低温部位连接在一起，其中，上述高温部分为由于上述发热元件发热而升温的部位，上述低温部位为温度比上述高温部位低的部位。10.一种石墨层叠体的制造方法，其特征在于：上述石墨层叠体含有交互层叠的石墨片与粘接层，该制造方法具有：层叠工序，将上述石墨片与上述粘接层交互层叠，从而形成层叠物；以及粘接工序，通过对上述层叠物进行加压或者进行加热以及加压，使上述石墨片与粘接层粘接，从而形成上述石墨层叠体。11.根据权利要求10所述的石墨层叠体的制造方法，其特征在于：上述粘接层含有热塑性树脂及热固化性树脂中的至少一种树脂，并且上述粘接层的吸水率为2％以下。12.根据权利要求10所述的石墨层叠体的制造方法，其特征在于：上述粘接层在25℃下的粘接力为1N/25mm以下。13.根据权利要求10所述的石墨层叠体的制造方法，其特征在于，上述粘接工序包含：弯曲部形成工序，形成具有至少一个以上用以将上述石墨层叠体弯曲的弯曲部的石墨层叠体。14.根据权利要求13所述的石墨层叠体的制造方法，其特征在于：上述层叠工序包括如下工序：将具有由X轴及与该X轴正交的Y轴所规定的表面的上述石墨片以及具有该表面的上述粘接层，在该表面重叠的状态下沿着与该表面垂直相交的Z轴方向交互层叠，从而形成上述层叠物；上述弯曲部形成工序包括形成具有两个以上弯曲部的石墨层叠体的、以下弯曲部形成工序(d)～(h)中的至少一方：(d)第一弯曲部形成工序，沿着上述Z轴方向将加热以及加压后的上述层叠物切断来从上述层叠物上切下上述石墨层叠体，由此在上述石墨层叠体形成向上述X轴方向或者上述Y轴方...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤裕介，沓水真琴，西川泰司，稻叶启介，坂上训康，
申请(专利权)人：株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：日本,JP