[发明专利]金属与碳纤维的复合材料的制造方法

说明书

一种金属与碳纤维的复合材料的制造方法，具备：通过将含有碳纤维(1)等的涂布液(5)利用凹版涂布装置(20)涂布于金属箔(10)的表面(10a)，得到在金属箔(10)的表面(10a)上形成有碳纤维层(11)的涂布箔(12)的工序；形成多个涂布箔(12)层叠的状态的层叠体的工序；以及通过将层叠体一边沿涂布箔(12)的层叠方向加压一边加热，将涂布箔(12)接合一体化的工序。凹版涂布装置(20)的凹版辊(21)的圆周表面(21a)的小室(22)的形状为杯状，并且，与小室(22)的开口形状内切的圆的直径相对于碳纤维(1)的平均纤维长度被设定为1.2倍以上。

技术领域

本发明涉及金属与碳纤维的复合材料的制造方法、以及绝缘基板的制造方法。

再者，本说明书和权利要求书中，“铝”这一用语除了特别明确记载以外，作为包括纯铝和铝合金这两者的意思使用，并且同样地，“铜”这一用语除了特别明确记载以外，作为包括纯铜和铜合金这两者的意思使用。

另外，对于本发明涉及的绝缘基板的上下方向并不进行限定，但在本说明书和权利要求书中，为了便于理解绝缘基板的构成，将搭载发热性元件的绝缘基板的搭载面侧定义为绝缘基板的上侧，并将其相反侧定义为绝缘基板的下侧。

背景技术

作为使金属例如铝的散热性提高并且控制线膨胀率的材料，正在研究铝与碳材料的复合材料。

作为该复合材料的制造方法，已知向熔融铝中加入作为碳材料的碳纤维并搅拌混合的方法(熔液搅拌法)、向具有空隙的碳成形体内压入熔融铝的方法(熔液锻造法)、将铝粉末与碳粉末混合并进行加压加热烧成的方法(粉末冶金法)、以及将铝粉末与碳粉末混合并进行挤出加工的方法(粉末挤出法)等。

但是，这些方法中使用熔融铝或铝粉末，所以制造作业复杂，且制造设备大型化。

另外，日本特开昭59-76840号公报(专利文献1)公开了下述方法，通过采用有机粘结剂在金属薄板的金属面粘结或接合无机晶须，制作前驱成型物(预成型料)，接着将多个前驱成型物层叠并进行加热加压，由此制造强化金属材料。

另外，日本专利第5150905号公报(专利文献2)公开了下述方法，通过将碳纤维与有机粘合剂和溶剂混合，准备涂布混合物，接着将涂布混合物附着在片状或箔状的金属支持体上，由此形成预成形箔(涂布箔)，其后，将多个预成形箔重叠而形成层叠体，并且对层叠体进行加热压接，使预成形箔彼此一体化，由此制造作为金属与碳纤维的复合材料的金属基碳纤维复合材料。

另外，作为公开了金属与碳纤维的复合材料的制造方法的其他文献，有日本专利第5145591号公报(专利文献3)和日本特开2015-25158号公报(专利文献4)。

上述专利文献2～4所公开的制造方法中，可得到金属层与碳纤维层在交替层叠多个的状态下接合一体化而成的金属与碳纤维的复合材料。

现有技术文献

专利文献1：日本特开昭59-76840号公报

专利文献2：日本专利第5150905号公报

专利文献3：日本专利第5145591号公报

专利文献4：日本特开2015-25158号公报

发明内容

然而，上述专利文献1所公开的复合材料的制造方法中，如果在金属薄板的金属面粘结或接合的无机晶须层过厚，则金属薄板的金属无法充分浸透到无机晶须层内，从而在无机晶须层内形成空隙，并且在夹持无机晶须层的两侧配置的金属薄板彼此不太接合，由于这些原因，复合材料的强度低。

上述专利文献2～4所公开的复合材料存在如下缺点。