[发明专利]散热薄膜和其制造方法

说明书

本发明涉及散热薄膜、和其制造方法以及装置。在具有石墨烯微粒以及碳纳米管均匀分散而成的传热层的散热薄膜中，所述碳纳米管相对于所述石墨烯微粒以及所述碳纳米管的合计的质量比为0.05～0.2，所述石墨烯微粒在所述传热层的面方向上实质平行地排列，且所述传热层具有1.9g/cm³以上的密度以及600W/mK以上的热传导率。

技术领域

本发明涉及为了将从笔记本型个人计算机、智能手机、平板终端、便携式电话等小型的电子设备中的电子部件等产生的热高效率地散热到外部而使用的散热薄膜、和其制造方法以及装置。

背景技术

在高性能化以及多功能化进步的笔记本型个人计算机、智能手机、平板终端、便携式电话等小型的电子设备中，由于不得不密集安装微处理器、图像处理芯片、存储器等的电子部件，因此，为了防止热所引起的故障，这些电子部件的散热变得日益重要。

在电子部件的散热用途中，过去提出石墨散热薄片。例如，JP特开 2006-306068号公开了一种热传导薄片，至少包含石墨薄膜和粘着性树脂组成物，粘着性树脂组成物是反应硬化型乙烯系聚合体。石墨薄膜是(a) 通过膨胀法制作的膨胀石墨、或(b)通过以2400℃以上的温度对聚酰亚胺薄膜等进行热处理而得到的石墨薄膜。将石墨浸渍在硫酸等的酸中来制作石墨层间化合物，通过热处理使之发泡来剥离石墨层间，将得到的石墨粉末洗净来除去酸，对得到的薄膜状的石墨粉末进行辊压延，由此得到由膨胀石墨构成的石墨薄膜。但是，由膨胀石墨构成的石墨薄膜的膜强度不充分。另外，通过聚酰亚胺薄膜等的热处理得到的石墨薄膜虽然有高的散热性，但高价。

JP特开2012-211259号公开了一种热传导薄片，是含有石墨片的热传导薄片，石墨片由将热分解石墨薄片细长地切断而得到的多个第一石墨片、和比第一石墨片的短边长度小的第二石墨片构成，至少第一石墨片将热传导薄片的两面连结。在例如丙烯酸系聚合物以及溶媒的混合物中混合第一以及第二石墨片，通过挤出成形得到该热传导薄片。但是，在挤出成形而成的热传导薄片中，由于树脂的体积分数较大，因此得不到充分的散热性。

JP特开2012-140308号公开了一种石墨烯膜的转印方法，具有：用挥发成分的含有量不足1重量％且具有粘着性的树脂层来粘合形成在第一基板(例如在铜基板上形成镍催化剂层的基板)上的一层或多层的石墨烯膜和第二基板(塑料等)的工序；和除去上述第一基板的工序。但是，石墨烯膜通过CVD法形成，为了成为充分的膜厚需要花费非常多的时间。其结果，石墨烯膜不得不变得高价。

虽然由石墨烯微粒构成的传热层有良好的热传导率，但存在耐弯折断裂性(弯折时不易出现裂纹或断裂的性质)差的问题。碳纳米管由于具有细长的形状，因此作为提升树脂的机械强度的添加材料使用，但在作为碳纳米管分散液进行涂布的情况下，由于微细而无论如何都会在涂膜中出现凝集。为此，用碳纳米管形成传热层的尝试未获成功。

发明内容

因此，本发明的第一目的在于，提供配置在小型的电子设备内时能发挥卓越的散热性能、并且具有良好的耐弯折断裂性的廉价的散热薄膜。

本发明的第二目的在于，提供以低成本制造这种散热薄膜的方法以及装置。

鉴于上述目的，进行潜心研究的结果，本发明的发明者发现，若首先使石墨烯微粒以及碳纳米管均匀分散在少量的粘合剂树脂中而形成复合层，并在对复合层中的粘合剂树脂进行烧成后进行压制，则能消除烧损的粘合剂树脂的空间，得到高密度、具有高热传导率并具有良好的耐弯折断裂性的散热薄膜，由此想到本发明。

即，本发明的散热薄膜具有石墨烯微粒以及碳纳米管均匀分散而成的传热层，其特征在于，所述碳纳米管相对于所述石墨烯微粒以及所述碳纳米管的合计的质量比为0.05～0.2，所述石墨烯微粒在所述传热层的面方向上实质平行地排列，且所述传热层具有1.9g/cm³以上的密度以及600W/mK 以上的热传导率。