特許 7348515 放熱シート及び放熱シートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-12

(45)【発行日】2023-09-21

(54)【発明の名称】放熱シート及び放熱シートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20230913BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20230913BHJP

   C01B 32/16 20170101ALI20230913BHJP

   H01L 23/373 20060101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 D

H05K7/20 F

C01B32/16

H01L23/36 M

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019220613

(22)【出願日】2019-12-05

(65)【公開番号】P2021090014

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 真一

(72)【発明者】

【氏名】近藤 大雄

【審査官】豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２８５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３５４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７１８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９２３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３２７６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０１Ｂ３２／００ －３２／９９１

Ｈ０１Ｌ２３／２９

Ｈ０１Ｌ２３／３４ －２３／３６

Ｈ０１Ｌ２３／３７３－２３／４２７

Ｈ０１Ｌ２３／４４

Ｈ０１Ｌ２３／４６７－２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに並列配置される複数の線状炭素材料を有する炭素材料層と、
前記線状炭素材料の端部と接する第１面を有し、厚さが２００ｎｍ～８００ｎｍである接着樹脂層と、
前記接着樹脂層の複数の面のうち前記第１面と反対側の第２面に接する離型シートと、
を備えた放熱シート。

【請求項2】

前記炭素材料層において、隣接する前記線状炭素材料間に空隙を有する請求項１に記載の放熱シート。

【請求項3】

前記複数の線状炭素材料は、１×１０^１０本／ｃｍ^２以上の面密度で設けられた請求項１又は２に記載の放熱シート。

【請求項4】

前記端部は、前記接着樹脂層に連続する埋設部に埋設された請求項１から３のいずれか１項に記載の放熱シート。

【請求項5】

基板上に当該基板側を第１の端部とする複数の線状炭素材料を生成する工程と、
前記第１の端部の反対側となる第２の端部を転写部材に接触させることで前記複数の線状炭素材料を前記転写部材に転写する工程と、
前記転写部材に転写した前記複数の線状炭素材料の前記第１の端部のそれぞれを、第１の離型シートが配置された第２面を有する第１の接着樹脂の、前記第２面の反対側の第１面に接触させると共に、前記転写部材を前記第２の端部から除去して前記複数の線状炭素材料を前記第１の接着樹脂へ転写する工程と、
前記第１の端部が備える第１の端面と前記第１の接着樹脂の前記第２面である第１の接着面との距離を調整し、前記第１の端面と前記第１の接着面との間に厚さが２００ｎｍ～８００ｎｍとなる第１の接着樹脂層を形成する工程と、
前記第２の端部のそれぞれを、第２の離型シートが配置された第３面を有する第２の接着樹脂の、前記第３面の反対側の第４面に接触させて配置する工程と、
前記第２の端部が備える第２の端面と前記第２の接着樹脂の前記第４面である第２の接着面との距離を調整し、前記第２の端面と前記第２の接着面との間に厚さが２００ｎｍ～８００ｎｍとなる第２の接着樹脂層を形成する工程と、
を有する放熱シートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放熱シート及び放熱シートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発熱部位を有する他の部材に炭素材料からなる熱伝導材料層を転写するための転写シート（放熱シート）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された転写シートは、剥離性フィルムからなる剥離層、第一の接着剤層、熱伝導材料層、第二の接着剤層がこの順で積層された構造を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１８／１１０２５５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、放熱シートは、半導体チップ等の発熱体とヒートスプレッダ等の放熱体との間で良好な熱伝導性を備えると共に、放熱体を発熱体に固定するための接着性を備えることが求められる。特許文献１に開示された転写シートは、良好な熱伝導性と接着性との両立の観点において、改善の余地があった。

【0005】

１つの側面では、本明細書開示の発明は、発熱体や放熱体への接着性と、発熱体と放熱体との間の熱伝導性を確保することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの態様では、放熱シートは、互いに並列配置される複数の線状炭素材料を有する炭素材料層と、前記線状炭素材料の端部と接する第１面を有し、厚さが１μｍ未満である接着樹脂層と、前記接着樹脂層の複数の面のうち前記第１面と反対側の第２面に接する離型シートと、を備える。

【0007】

他の態様では、放熱シートの製造方法は、基板上に当該基板側を第１の端部とする複数の線状炭素材料を生成する工程と、前記第１の端部の反対側となる第２の端部を転写部材に接触させることで前記複数の線状炭素材料を前記転写部材に転写する工程と、前記転写部材に転写した前記複数の線状炭素材料の前記第１の端部のそれぞれを、第１の離型シートが配置された第２面を有する第１の接着樹脂の、前記第２面の反対側の第１面に接触させると共に、前記転写部材を前記第２の端部から除去して前記複数の線状炭素材料を前記第１の接着樹脂へ転写する工程と、前記第２の端部のそれぞれを、第２の離型シートが配置された第３面を有する第２の接着樹脂の、前記第３面の反対側の第４面に接触させて配置する工程と、を有する。

【発明の効果】

【0008】

本明細書開示の発明によれば、発熱体や放熱体への接着性と、発熱体と放熱体との間の熱伝導性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は実施形態の放熱シートの説明図である。

【図2】図２は線状炭素材料（ＣＮＴ）の端部を拡大して示す説明図である。

【図3】図３は放熱シートにおける熱抵抗の接着樹脂層の厚さへの依存性を示すグラフである。

【図4】図４は第１の基板上に複数の線状炭素材料を生成する工程を示す説明図である。

【図5】図５は複数の線状炭素材料の第２の端部に転写部材を押し付ける様子を示す説明図である。

【図6】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は複数の線状炭素材料を前記転写部材に転写する工程を示す説明図である。

【図7】図７は第１の接着面に第１の離型シートを配置した第１の接着樹脂を第２の基板上に固定した状態を示す説明である。

【図8】図８は転写部材に転写した複数の線状炭素材料の第１の端部にそれぞれ形成された第１の端面を、第１の接着面に第１の離型シートを配置した第１の接着樹脂へ接触させた状態を示す説明図である。

【図9】図９は第２の基板をホットプレート上に搭載した状態を示す説明図である。

【図10】図１０は転写部材を第２の端部から除去して複数の線状炭素材料を第１の接着樹脂へ転写する様子を示す説明図である。

【図11】図１１は線状炭素材料の第２の端部に形成された第２の端面へ、第２の接着面に第２の離型シートを配置した第２の接着樹脂を接触させて配置する様子を示す説明図である。

【図12】図１２は第２の基板をホットプレート上に搭載し、第１の離型シートと、第２の離型シートとの間を押圧する様子を示す説明図である。

【図13】図１３は線状炭素材料の第１の端部が第１の接着樹脂内に入り込み、第２の端部が第２の接着樹脂内に入り込んだ様子を示す説明図である。

【図14】図１４は第２の基板をホットプレート上に搭載し、第１の離型シートと、第２の離型シートとの間を押圧して第１の端面と第１の接着面との距離、第２の端面と第２の接着面との距離を調整する様子を示す説明図である。

【図15】図１５は適温で第１の離型シートと、第２の離型シートとの間を押圧した場合の接着樹脂層を示す写真である。

【図16】図１６は図１５に写しだされた様子を模式的に示す説明図である。

【図17】図１７は適温よりも低い温度で第１の離型シートと、第２の離型シートとの間を押圧した場合の接着樹脂層を示す写真である。

【図18】図１８は図１７に写しだされた様子を模式的に示す説明図である。

【図19】図１９は適温よりも高い温度で第１の離型シートと、第２の離型シートとの間を押圧した場合の接着樹脂層を示す写真である。

【図20】図２０は図１９に写しだされた様子を模式的に示す説明図である。

【図21】図２１は実施形態の放熱シートの使用状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。

【0011】

（実施形態）
まず、図１から図３を参照して、実施形態の放熱シート１００について説明する。放熱シート１００は、放熱シート本体１と、放熱シート本体１の一面側に設けられた第１の離型シート６と、放熱シート本体１の他面側に設けられた第２の離型シート７を備えている。放熱シート１００は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）など、発熱する電子部品に代表される発熱体３１（図２１参照）と、ヒートスプレッダに代表される放熱体３２（図２１参照）との間に配置され、両者を接合するとともに、両者間の熱伝導を行う。放熱シート１００の使用方法については、後に説明する。

【0012】

放熱シート本体１は、炭素材料層としてのカーボンナノチューブ層（以下、「ＣＮＴ層」という）２を備える。ＣＮＴ層２は、複数の線状炭素材料としてのカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」という）３が集まり、シート状となることで形成されている。複数のＣＮＴ３は、概ね、同一方向に延びていることから、これがシート状に平面的に広がることでＣＮＴ層を形成することができる。ＣＮＴ３は、単層であっても、多層であってもよい。ＣＮＴ３の面密度は、１×１０^１０本／ｃｍ^２以上とされている。これは、放熱性及び電気伝導性を考慮したものである。具体的に、ＣＮＴ３の面密度、すなわち、ＣＮＴ３の本数が、放熱及び電気伝導のパス量に依存し、ＣＮＴ３の本数が多くなれば、それだけ、放熱性及び電気伝導性が優位となる。本実施形態の放熱シート１００の用途は、発熱体３１と放熱体３２との間の熱伝導であるが、ＣＮＴ３の面密度を、１×１０^１０本／ｃｍ^２以上とすることで、この用途に見合った特性を備えることができる。

【0013】

なお、各図では、ＣＮＴ３同士の間隔が概ね一定に描かれているが、実際には、ＣＮＴ３はランダムに成長するため、隣接するＣＮＴ３との距離は、一定ではない。

【0014】

各ＣＮＴ３の長さが概ねＣＮＴ層２の厚さｔｃとなる。厚さｔｃは、放熱シート１００の用途に応じて適宜設定することができるが、概ね１００μｍ～５００μｍの範囲で設定することができる。

【0015】

ＣＮＴ層２において、隣接するＣＮＴ３間に空隙８が形成されている。これにより、ＣＮＴ層２の収縮性が向上する。すなわち、ＣＮＴ層２は、温度の上昇と下降が繰り返される冷熱サイクルに起因する放熱シート１の膨張や収縮に追随し易くなる。

【0016】

線状であるＣＮＴ３は、第１の端部３ａと、これとは反対側に位置する第２の端部３ｂを有している。第１の端部３ａには、第１の端面３ａ１が形成されており、第２の端部３ｂには、第２の端面３ｂ１が形成されている。

【0017】

図２を参照すると、第１の端部３ａ側には、第１の接着樹脂４が設けられている。第１の接着樹脂４は、エポキシ樹脂である。第１の接着樹脂４には、第１の接着樹脂層４ａと、これと連続する埋設部４ｂが含まれる。第１の接着樹脂層４ａは、第１面とこの第１面の反対側の第２面を有する。第１面は、各ＣＮＴ３を保持する第１保持面４ａ１であり、埋設部４ｂは、第１保持面４ａ１に設けられている。第１保持面４ａ１には、各ＣＮＴ３の第１の端部３ａ（第１の端面３ａ１）が接し、第１の端部３ａの周囲に埋設部４ｂが設けられ、第１の端部３ａが埋設される。これにより、各ＣＮＴ３が第１の接着樹脂４に保持され、各ＣＮＴ３と第１の接着樹脂４とが強固に一体とされている。第１の接着樹脂層４ａの第２面は、第１の接着面４ａ２である。第１の接着面４ａ２は、埋設部４ｂと反対側に位置しており、放熱シート１００が販売状態にあるときなど、放熱シート１００が未使用状態であるとき、第１の接着面４ａ２は、第１の離型シート６が貼付された状態とされる。第１の離型シート６は、フィルム状の部材であり、放熱シート１００の使用状態において剥がされ、第１の接着面４ａ２が、発熱体３１又は放熱体３２に接着される（図２１参照）。

【0018】

図２を参照すると、第２の端部３ｂ側には、第２の接着樹脂５が設けられている。第２の接着樹脂５は、第１の接着樹脂４と同様にエポキシ樹脂である。第２の接着樹脂５には、第２の接着樹脂層５ａと、これと連続する埋設部５ｂが含まれる。第２の接着樹脂層５ａは、第３面とこの第３面の反対側の第４面を有する。第４面は、各ＣＮＴ３を保持する第２保持面５ａ１であり、埋設部５ｂは、第２保持面５ａ１に設けられている。第２保持面５ａ１には、各ＣＮＴ３の第２の端部３ｂ（第２の端面３ｂ１）が接し、第２の端部３ｂの周囲に埋設部５ｂが設けられ、第２の端部３ｂが埋設される。これにより、各ＣＮＴ３が第２の接着樹脂５に保持され、各ＣＮＴ３と第２の接着樹脂５とが強固に一体とされている。第２の接着樹脂層５ａの第３面は、第２の接着面５ａ２である。第２の接着面５ａ２は、埋設部５ｂと反対側に位置しており、放熱シート１００が販売状態にあるときなど、放熱シート１００が未使用状態であるとき、第２の接着面５ａ２は、第２の離型シート７が貼付された状態とされる。第２の離型シート７は、フィルム状の部材であり、放熱シート１００の使用状態において剥がされ、第２の接着面５ａ２が、発熱体３１又は放熱体３２に接着される（図２１参照）。

【0019】

第１の接着樹脂層４ａの厚さＳは、１μｍ未満とされている。ここで、第１の接着樹脂層４ａは必ず存在するものであるので、厚さＳが０μｍとなることはない。第１の接着樹脂層４ａの厚さＳが０μｍとなった状態は、第１の端面３ａ１が第１の接着面４ａ２に露出した状態となることを意味する。第１の接着面４ａ２に第１の端面３ａ１が露出した状態となると接着性に影響が及ぶ。このため、第１の接着面４ａ２に第１の端面３ａ１が露出することは望ましくない。そこで、本実施形態では、第１の接着樹脂層４ａの厚さＳが０μｍとならないようにされている。

【0020】

その一方で、第１の接着樹脂層４ａの厚さＳは、熱伝導性を向上させる観点から、できるだけ薄い方がよい。ここで、図３を参照して、放熱シート１００における熱抵抗の接着樹脂層の厚さへの依存性について説明する。図３を参照すると、接着樹脂層の厚さが大きくなるほど、熱抵抗が大きくなることが分かる。従って、接着樹脂層の厚さＳは、できるだけ小さいことが望ましい。そこで、本実施形態では、厚さＳを１μｍ未満としている。なお、接着樹脂層の厚さＳは、可能な限り小さくすることが望ましく、２００ｎｍ～８００ｎｍの範囲で設定することが望ましい。なお、接着樹脂層の厚さＳは、ＣＮＴの端面と接着樹脂層の接着面との距離と言い換えることもできる。

【0021】

第２の接着樹脂層５ａの厚さＳも同様に１μｍであり、厚さＳが０μｍとならないようにされている。第２の接着樹脂層５ａに求められる性質は、第１の接着樹脂層４ａと同様であるので、その詳細な説明は省略する。

【0022】

本実施形態では、ＣＮＴ３を用いたＣＮＴ層２を備える。ＣＮＴ３は、非常に高い熱伝導度（１５００～３０００Ｗ／ｍ・Ｋ）を有するだけでなく、柔軟性や耐熱性に優れた材料であり、放熱材料に適した性質を備えている。本実施形態では、このようなＣＮＴ３を採用すると共に、第１の接着樹脂層４ａや第２の接着樹脂層５ａの厚さＳを１μｍ未満としていることから高い熱伝導性を実現している。また、ＣＮＴ３の第１の端面３ａ１が第１の接着面４ａ２に露出することがなく、同様に第２の端面３ｂ１が第２の接着面５ａ２に露出することがないため、それぞれの接着面における接着性が確保されている。

【0023】

つぎに、図４から図１４を参照して、実施形態の放熱シート１００の製造方法の一例について説明する。

【0024】

まず、図４に示すように、第１の基板１０上に複数のＣＮＴ３を生成する。ＣＮＴ３は、第１の基板１０側が第１の端部３ａであり、その反対側が第２の端部３ｂとなる。本実施形態では、第１の基板１０として、シリコン基板を用いている。第１の基板１０としては、シリコン基板などの半導体基板、アルミナ（サファイア）基板、ＭｇＯ（Magnesium Oxide）基板、ガラス基板、ステンレス基板などの金属基板及び、ステンレスホイル、アルミホイルなどを用いることができる。また、これら基板上に薄膜が形成されたものでもよい。例えば、シリコン基板上に膜厚３００ｎｍ程度のシリコン酸化膜が形成されたものを用いることができる。第１の基板１０はＣＮＴ３の形成後に剥離されるものである。この目的のもと、第１の基板１０は、ＣＮＴ３の形成温度において、変質しないこと、少なくとも、ＣＮＴ３の第１の端部３ａに接する面が、ＣＮＴ３から容易に剥離できる材料によって構成されていることが望ましい。または、第１の基板１０は、ＣＮＴ３に対して選択的にエッチングできる材料によって構成されていてもよい。

【0025】

このような第１の基板１０に対し、スパッタ法により、膜厚１．０ｎｍのＡｌ（アルミニウム）膜を形成し、続けて膜厚２．５ｎｍのＦｅ（鉄）膜を形成し、Ａｌ膜を下地としたＦｅよりなる触媒金属膜を形成する。なお、スパッタ法以外の方法を採用してもよいし、膜厚も、２．５ｍｍに限定されるものではない。また、触媒金属としては、Ｆｅのほか、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｐｔ（白金）又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金を用いてもよい。触媒として、金属膜以外に微分型静電分級器（Differential Mobility Analyzer；ＤＭＡ）等を用い、あらかじめサイズを制御して作製した金属微粒子を用いてもよい。この場合も金属種については薄膜と同様でよい。また、これら触媒金属の下地膜として、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｖ（バナジウム）、ＴａＮ（窒化タンタル）、ＴｉＳｉ_ｘ（チタンシリサイド）、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）、ＴｉＯ_ｘ（酸化チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）よりなる膜又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金からなる膜を形成してもよい。例えば、Ｆｅ（２．５ｎｍ）／Ａｌ（１０ｎｍ）の積層構造、Ｃｏ（２．６ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）の積層構造等を適用することができる。金属微粒子を用いる場合は、例えばＣｏ（平均直径３．８ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）の積層構造を適用することができる。

【0026】

次いで、基板上に、例えばホットフィラメントＣＶＤ法により、触媒金属膜を触媒として、ＣＮＴ３を成長させる。ＣＮＴ３の成長条件は、例えば、原料ガスとしてアセチレン・アルゴンの混合ガス（分圧比１：９）を用い、成膜室内の総ガス圧を１ｋＰａ、ホットフィラメント温度を１０００℃、成長時間を２０分とする。これにより、層数が３～６層（平均４層程度）、直径が４～８ｎｍ（平均６ｎｍ）、長さが８０μｍ（成長レート：４μｍ／ｍｉｎ）の多層のＣＮＴ３を成長させることができる。なお、ＣＮＴ３は、熱ＣＶＤ法やリモートプラズマＣＶＤ法などの他の成膜方法により形成してもよい。また、成長するＣＮＴ３は、単層でもよい。また、炭素原料としては、アセチレンのほか、メタン、エチレン等の炭化水素類や、エタノール、メタノール等のアルコール類などを用いてもよい。

【0027】

このようにして、第１の基板１０において触媒金属膜が形成された領域上に、第１の基板１０の表面に対して概ね垂直に配向した複数のカーボンナノチューブが形成される。なお、上記の成長条件とすることで、ＣＮＴ３の面密度を１×１０^１０本／ｃｍ^２程度とすることができた。また、隣接するＣＮＴ３間に空隙８が形成された。

【0028】

第１の基板１０から離れた部分が第２の端部３ｂとなり、その先端部分が第２の端面３ｂ１となる。なお、第２のＣＮＴ３の成長メカニズムに起因して、ＣＮＴ３の先端部は横方向に交じり合うことがあるが、この場合、第１の基板１０から最も離れた部分を第２の端面３ｂ１とする。

【0029】

つぎに、図５を参照すると、第１の基板１０上に成長したＣＮＴ３の第２の端部３ｂがそれぞれ有する第２の端面３ｂ１に転写部材１１を接触させ、矢示１２のように、第１の基板１０の方向へ押圧する。本実施形態における転写部材１１は、シリコンゴムシートであるが、転写部材は、ＣＮＴ３を転写できるものであれば、天然ゴム、合成ゴムなど、他の素材を用いてもよい。

【0030】

転写部材１１をＣＮＴ３に押し付けた後、図６（Ａ）において、矢示１３のように転写部材１１を剥がすと、図６（Ｂ）に示すように、ＣＮＴ３が転写部材１１に転写される。

【0031】

つぎに、図７を参照すると、第２の基板１４上にエポキシ樹脂である第１の接着樹脂４が設置されている。第２の基板１４は、シリコン基板である。第１の接着樹脂４の第１の接着面４ａ２には、第１の離型シート６が配置されている。第１の接着樹脂４は、第１の離型シート６を第２の基板１４と接触させ、第１の接着樹脂４がその上側に位置するように配置されている。第１の接着樹脂４は、耐熱テープ１５で第２の基板１４上に固定されている。

【0032】

つぎに、図８を参照すると、転写部材１１に転写したＣＮＴ３を第１の接着樹脂４上に配置し、矢示１６のように、第２の基板１４側へ押圧する。これにより、第１の端部３ａがそれぞれ備える第１の端面３ａ１を第１の接着樹脂４に密着させる。

【0033】

その後、図９に示すように、第２の基板１４をホットプレート１７上に搭載する。そして、ホットプレート１７によって第２の基板１４を温める。第２の基板１４が温められると、第１の接着樹脂４が軟化する。ここで、ホットプレート１７は、第１の接着樹脂４が軟化し、低粘度状態となるように温度調整される。第１の接着樹脂４が軟化し、低粘度状態となると、第１の接着樹脂４の粘着性が増す。この状態で、矢示１８のように、転写部材１１を第２の基板１４側へ押圧すると、ＣＮＴ３の第１の端部３ａが第１の接着樹脂４に保持される。

【0034】

ホットプレート１７の熱は、第１の接着樹脂４及びＣＮＴ３を通じて転写部材１１にも伝えられる。これにより、転写部材１１が軟化し、転写部材１１をＣＮＴ３の第２の端部３ｂから除去できるようになる。そこで、図１０に示すように、転写部材１１を矢示１９のように除去すると、複数のＣＮＴ３を第１の接着樹脂４へ転写することができる。

【0035】

つぎに、図１１を参照すると、ＣＮＴ３の第２の端部３ｂにそれぞれ形成された第２の端面３ｂ１に、第２の接着面５ａ２に第２の離型シート７が配置された第２の接着樹脂５が配置される。

【0036】

そして、図１２に示すように、第２の基板１４をホットプレート１７上で、温める。このときの温度は、図８～図１０で第２の基板１４を温めたときの温度と同じ温度としている。ホットプレート１７の熱は、第１の接着樹脂４及びＣＮＴ３を通じて第２の接着樹脂５にも伝えられる。これにより、第２の接着樹脂５が軟化する。第２の接着樹脂５が軟化し、低粘度状態となると、第２の接着樹脂５の粘着性が増す。この状態で、矢示２０のように、第２の接着樹脂５を第２の基板１４側へ押圧すると、ＣＮＴ３の第２の端部３ｂが第２の接着樹脂５に保持される。

【0037】

ついで、図１３に示すように、一旦、第２の基板１４を、ホットプレート１７から取り出し、冷却する。このとき、ＣＮＴ３の第１の端部３ａは第１の接着樹脂４に保持され、ＣＮＴ３の第２の端部３ｂは第２の接着樹脂５に保持された状態となっている。

【0038】

その後、図１４に示すように、再び、第２の基板１４をホットプレート１７上に搭載し、第２の基板１４を温める。ホットプレート１７の熱は、第１の接着樹脂４、第２の接着樹脂５にも伝えられるが、第１の接着樹脂４と第２の接着樹脂５の温度は、図８～図１０や、図１２、図１３で第２の基板１４を温めたときよりも高い温度とする。

【0039】

このように、第１の接着樹脂４を調整しながら、第１の端面３ａ１と第１の接着面４ａ２との距離を調整し、第１の端面３ａ１と第１の接着面４ａ２との間に第１の接着樹脂層４ａを形成する。また、第２の接着樹脂５の温度を調整しながら、第２の端面３ｂ１と第２の接着面５ａ２との距離を調整し、第２の端面３ｂ１と第２の接着面５ａ２との間に第２の接着樹脂層５ａを形成する。

【0040】

ここで、第１の接着樹脂４と第２の接着樹脂５の温度を調整するのは、第１の端面３ａ１と第１の接着面４ａ２との距離や第２の端面３ｂ１と第２の接着面５ａ２との距離が温度と相関性を有するためである。

【0041】

図１５及び図１６を参照すると、第２の接着樹脂５を適温に温めた状態とし、図１４における矢示２１のように押圧すると、厚さＳが１μｍ未満の第２の接着樹脂層５ａが形成される。また、これに伴って、毛細管現象により、ＣＮＴ３間に第２の接着樹脂が入り込み、第２の接着樹脂層５ａと連続する埋設部５ｂが形成され、ＣＮＴ３の第２の端部３ｂが埋設部５ｂに埋設され、固定される。このように、厚さＳを１μｍ未満とすることができるのは、第２の接着樹脂５が適温に温められて適度に軟化し低粘度になることから、ＣＮＴ３の第２の端部３ｂが軟化した第２の接着樹脂５に適度に刺し込まれるためであると考えられる。

【0042】

なお、説明の都合上、図１５及び図１６では、第２の接着樹脂５について示しているが、第１の接着樹脂４においても同様の現象が生じ、第１の接着樹脂層４ａが形成されるとともに、埋設部４ｂが形成される。埋設部４ｂには、第１の端部３ａが埋設され、固定される。

【0043】

これに対し、図１７及び図１８を参照すると、第２の接着樹脂５を適温よりも低い温度に温めた状態とし、図１４における矢示２１のように押圧すると、厚さＳが１μｍ以上となる。これは、第２の接着樹脂５の温度が低いと、第２の接着樹脂５が軟化し難く、押圧してもＣＮＴ３の第２の端部３ｂが第２の接着樹脂５の適切な位置まで刺し込まれないためであると考えられる。第１の接着樹脂４においても同様である。

【0044】

一方、図１９及び図２０を参照すると、第２の接着樹脂５を適温よりも高い温度に温めた状態とし、図１４における矢示２１のように押圧すると、第２の端面３ｂ１側の凝集が発生し第２の接着面に隙間が出来る。すなわち、接着面の厚さＳは０に近づく。この結果、第２の接着樹脂層５ａが適切に形成されなくなる。このように第２の接着面５ａ２に第２の端面３ｂ１が露出すると、第２の接着面５ａ２の接着性が損なわれる可能性がある。第１の接着樹脂４においても同様である。

【0045】

このように、第１の接着樹脂４、第２の接着樹脂５の温度を調節しながらＴ両者間を押圧することで、いずれも厚さＳが１μｍ未満である第１の接着樹脂層４ａと第２の接着樹脂層５ａを形成することができる。第１の接着樹脂層４ａと第２の接着樹脂層５ａの厚さＳを１μｍ未満とすることで、放熱シート１００の良好な熱伝達性を実現することができる。

【0046】

図１４に示す工程を実行した後、耐熱テープ１５を外せば、図１に示す、本実施形態の放熱シート１００を得ることができる。

【0047】

図２１を参照して、実施形態の放熱シート１００の使用状態について説明する。放熱シート１００を使用するときは、第１の離型シート６と第２の離型シート７を外し、放熱シート本体１を発熱体３１と放熱体３２との間に配置し、両者を接着する。ユーザーは、例えば、第１の離型シート６と第２の離型シート７のうち、その一方を剥がして、放熱体３２に仮接着し、他方の離型シートを剥がして発熱体３１と合わせ込み、熱圧着実装すれば完了となる。これにより、放熱体３２を発熱体３１に固定することができる。また、熱圧着実装後の接着樹脂層の厚さＳは、３０ｎｍ以下になっていることが好ましい。このように、本実施形態によれば、放熱体３２を実装する作業が容易であり、ハンドリング性にも優れ、切断可能であることから被着体のサイズ、形状にも対応を可能とし、且つ要求される熱伝導性、ヒートサイクルへの追随性、耐熱性を満たすことができる。

【0048】

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

【0049】

なお、以上の実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
互いに並列配置される複数の線状炭素材料を有する炭素材料層と、
前記線状炭素材料の端部と接する第１面を有し、厚さが１μｍ未満である接着樹脂層と、
前記接着樹脂層の複数の面のうち前記第１面と反対側の第２面に接する離型シートと、
を備えた放熱シート。
（付記２）
前記接着樹脂層の厚さは、２００ｎｍ～８００ｎｍである付記１に記載の放熱シート。
（付記３）
前記炭素材料層において、隣接する前記線状炭素材料間に空隙を有する付記１又は２に記載の放熱シート。
（付記４）
前記複数の線状炭素材料は、１×１０^１０本／ｃｍ^２以上の面密度で設けられた付記１から３のいずれか１項に記載の放熱シート。
（付記５）
前記端部は、前記接着樹脂層に連続する埋設部に埋設された付記１から４のいずれか１項に記載の放熱シート。
（付記６）
基板上に当該基板側を第１の端部とする複数の線状炭素材料を生成する工程と、
前記第１の端部の反対側となる第２の端部を転写部材に接触させることで前記複数の線状炭素材料を前記転写部材に転写する工程と、
前記転写部材に転写した前記複数の線状炭素材料の前記第１の端部のそれぞれを、第１の離型シートが配置された第２面を有する第１の接着樹脂の、前記第２面の反対側の第１面に接触させると共に、前記転写部材を前記第２の端部から除去して前記複数の線状炭素材料を前記第１の接着樹脂へ転写する工程と、
前記第２の端部のそれぞれを、第２の離型シートが配置された第３面を有する第２の接着樹脂の、前記第３面の反対側の第４面に接触させて配置する工程と、
を有する放熱シートの製造方法。
（付記７）
接着樹脂層の厚さは、２００ｎｍ～８００ｎｍである付記６に記載の放熱シートの製造方法。
（付記８）
隣接する前記線状炭素材料間に空隙を形成する付記６又は７に記載の放熱シートの製造方法。
（付記９）
前記複数の線状炭素材料は、１×１０^１０本／ｃｍ^２以上の密度で設ける付記６から８のいずれか１項に記載の放熱シートの製造方法。
（付記１０）
前記第１の端部は、前記第１の接着樹脂が備える埋設部に埋設され、前記第２の端部は、前記第２の接着樹脂が備える埋設部に埋設された付記６から９のいずれか１項に記載の放熱シートの製造方法。
（付記１１）
前記第１の端部が備える第１の端面と前記第１の接着面との距離を調整し、前記第１の端面と前記第１の接着面との間に第１の接着樹脂層を形成する工程と、前記第２の端部が備える第２の端面と前記第２の接着面との距離を調整し、前記第２の端面と前記第２の接着面との間に第２の接着樹脂層を形成する工程は、いずれも、前記第１の接着樹脂と前記第２の接着樹脂の温度を調整しながら行う付記６から１０のいずれか１項に記載の放熱シートの製造方法。

【符号の説明】

【0050】

１ 放熱シート本体
２ カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）層
３ カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）
３ａ 第１の端部
３ａ１ 第１の端面
３ｂ 第２の端部
３ｂ１ 第２の端面
４ 第１の接着樹脂
４ａ 第１の接着樹脂層
４ａ２ 第１の接着面
４ｂ 埋設部
５ 第２の接着樹脂
５ａ 第２の接着樹脂層
５ａ２ 第２の接着面
５ｂ 埋設部
６ 第１の離型シート
７ 第２の離型シート
８ 空隙
１０ 第１の基板
１１ 転写部材（シリコンゴム）
１４ 第２の基板
１５ 耐熱テープ
１７ ホットプレート
３１ 発熱体
３２ 放熱体
１００ 放熱シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】