(57)【要約】【課題】平面性の悪いグラファイトシートを圧縮処理可能な製造方法を示す。【解決手段】黒鉛化シート３を回転する２個の回転体１、２間に通すことにより黒鉛化シート３を厚さ方向に圧縮してグラファイトシートを得る工程を備え、黒鉛化シート３の厚さをＴ０としたときに、２個の回転体１、２の間のクリアランス５を、黒鉛化シート３の単位面積当たりの重量をＭ(ｇ/ｃｍ２)としたときにＭ÷２．２(ｃｍ)以上、０．７Ｔ０以下とし、回転体の少なくとも一方に、黒鉛化シート３が通過する端部から１０％以内の両端部に幅５ｍｍ以上、最深部が１ｍｍ以上の深度を持つ溝４を設けたグラファイトシートの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子フィルムを熱処理してグラファイトシートを得るグラファイトシートの製造方法であって、前記高分子フィルムを熱処理して黒鉛化した黒鉛化シートを得る工程と、前記黒鉛化シートを回転する２個の回転体間に通すことにより前記黒鉛化シートを厚さ方向に圧縮してグラファイトシートを得る工程とを備え、前記黒鉛化シートの厚さをＴ０としたときに、前記２個の回転体の間のクリアランスを、前記黒鉛化シートの単位面積当たりの重量をＭ(ｇ/ｃｍ２)としたときにＭ÷２．２(ｃｍ)以上、０．７Ｔ０以下とし、前記回転体の少なくとも一方に、前記黒鉛化シートが通過する端部から１０％以内の両端部に幅５ｍｍ以上、最深部が１ｍｍ以上の深度を持つ溝を設けたグラファイトシートの製造方法。
【請求項２】
前記溝の深さは端部に近づくほど０に近づくようにした請求項１記載のグラファイトシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器内部の熱源の熱拡散に用いられるグラファイトシートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年電子機器の各種機能や処理能力等が急速に向上し、それに伴い半導体素子をはじめとする電子部品からの発熱量は増加する傾向にある。このため半導体素子等の動作特性や信頼性等を保つために熱伝導シートを用いて発熱体からヒートシンク等に熱を伝達させることが行われている。このために面方向の熱伝導性に優れた熱分解グラファイトシートが熱伝導シートとして使用されているが、焼成したままの黒鉛化シートは脆く、柔軟性に欠けるため圧縮処理して柔軟性を付与することが行なわれている。この圧縮処理を行なう方法としては、平面プレス、回転ローラによるプレス等が用いられている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３６８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように、クリアランスを０μｍ以下に設定した回転ローラで圧延処理を行なう場合、黒鉛化シートの平面度が悪い場合、加圧時にシワが入りやすくまた回転開始後にもシワが発生しやすくなり、うまく圧延処理しにくい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、高分子フィルムを熱処理してグラファイトシートを得るグラファイトシートの製造方法であって、高分子フィルムを熱処理して黒鉛化した黒鉛化シートを得る工程と、黒鉛化シートを回転する２個の回転体間に通すことにより黒鉛化シートを厚さ方向に圧縮してグラファイトシートを得る工程とを備え、黒鉛化シートの厚さをＴ０としたときに、２個の回転体の間のクリアランスを、黒鉛化シートの単位面積当たりの重量をＭ(ｇ/ｃｍ２)としたときにＭ÷２．２(ｃｍ)以上、０．７Ｔ０以下とし、回転体の少なくとも一方に、黒鉛化シートが通過する端部から２０％以内の両端部に幅５ｍｍ以上、最深部が１ｍｍ以上の深度を持つ溝を設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように構成することにより、回転体間のクリアランスを厚みの狙い値に調整することで加圧時のシワの発生を防止し、さらに回転体の回転が開始すると回転の摩擦によりシワが発生しやすくなるが、回転体のうち少なくとも１つに溝を設けることで、シワが端部へ逃げ、黒鉛化シートの平面度が悪くても、平面性を改善しつつ圧縮処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における圧延処理装置の要部断面図
【図２】本発明の一実施の形態における圧延処理装置の要部斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における圧延処理装置の回転体の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態における圧延処理装置の要部断面図、図２は同斜視図である。
【００１０】
本発明において黒鉛化シート３は厚さ約７５μｍのポリイミドから成る高分子フィルムを約１２００℃で焼成したあと、さらに約２８００℃で焼成し、黒鉛化させたものを用いる。黒鉛化シート３の焼成後の厚みが２４０μｍ、サイズは５００ｍｍ×２２０ｍｍのものを用いた。この黒鉛化シート３の単位面積当たりの重量は約８．５ｍｇ／ｃｍ２となっている。
【００１１】
圧延処理に用いる設備は回転体１と回転体２を油圧シリンダーで加圧できる装置であり、約２００ｍｍφの回転体を用い、両側駆動の加圧装置である。また、本装置は油圧シリンダーの軸受けにコッターを用いることで、クリアランス制御を行うことが可能である。
【００１２】
図１のように、回転体１と回転体２の間に黒鉛化シート３をはさみ、加圧処理を行う。回転体２には周回方向に幅約６ｍｍ、深さ約２ｍｍの溝４が設けられている。また回転体１、回転体２との間のクリアランス５を約４０μｍに設定する。このようにして黒鉛化シート３の圧延処理を行なうことにより、シワのないグラファイトシートを得ることができる。
【００１３】
焼成した状態の黒鉛化シートは平面性が悪い場合、シワが入りやすくなる。シワは２種類あり、加圧した段階で入る加圧シワと、加圧後に回転体を動作させ、シートを搬送する際に入る搬送シワの２種類が存在する。
【００１４】
回転体１と回転体２で黒鉛化シートを挟んだときに、圧力がかかりすぎると回転体に歪が生じ、シワが発生しやすくなる。
【００１５】
黒鉛化シート３に圧力を加えると圧縮されるが、グラファイトの理論限界密度以下に圧縮されることはない。そのため回転体１と回転体２との間のクリアランス５を、黒鉛化シート３の単位面積当たりの重量をＭ(ｇ/ｃｍ２)としたときにグラファイトの理論限界密度２．２ｇ/ｃｍ３より計算される理論限界厚みＴｍｉｎ＝Ｍ÷２．２(ｃｍ)以上とすることが望ましい。但しクリアランスを大きくしすぎると十分に圧延処理できないため、黒鉛化シート３の厚さをＴ０としたときに、２個の回転体の間のクリアランス５を、０．７Ｔ０以下にすることが望ましい。
【００１６】
また、回転体２に２本の溝４を設けておくことにより、回転開始時に溝４の外側への力が働きシワを逃がすことが出来る。溝４の幅６が狭いと黒鉛化シート３と回転体間の摩擦が増加してしまい、搬送シワが入りやすくなる。そのため溝４の幅６を５ｍｍ以上にすることが望ましい。
【００１７】
また溝の深さも搬送シワに依存する。溝が浅いと溝とシートが接触してしまい摩擦が発生することで、搬送シワが入りやすくなる。そのため溝４の深度７を１ｍｍ以上にすることが望ましい。
【００１８】
さらに溝４の位置が黒鉛化シート３の中央部に近づくとシワを逃がす効果も少なくなるため、溝４の最内側部分を黒鉛化シート３が通過する端部から黒鉛化シート３の幅の１０％以内とすることが望ましい。
【００１９】
さらに溝の深さが端部に近づくにつれ０ｍｍに近づく形状が望ましい。溝の形状につい
て、ロールの中心部に近い箇所から外側に従うにつれて溝の深さを浅くする傾斜をつけることで、シートに残る未圧縮部分の幅が少なくなる。これは加圧時に回転体の浅い部分が変形し、圧縮体の面内で進行方向と垂直な方向に引っ張る力が発生し、シワを回避しつつ未圧縮部分を低減させためである。
【００２０】
図３（ａ）は圧力を加える前の回転体２の溝４付近の断面図であり、図３（ｂ）は黒鉛化シート３を挟んで圧力を加えたときの回転体２の溝４付近の断面図である。溝４の形状を溝幅ａ最深の深さｂとする。回転体２の硬度をＤ６６、溝幅ａ=６ｍｍ、最深の深さｂ=２ｍｍ、黒鉛化シート３の厚み２４０μｍ、クリアランス５を４０μｍで実施した。回転体２の内側に近い側の溝の端部を原点とし、溝の浅い側をプラスの座標軸を取ると、外側の溝の最浅部は(ａ,ｂ)となる。
【００２１】
原点と(ａ,ｂ)を直線で結ぶ傾斜の回転体で未圧縮部分の幅を測定した。結果、未圧縮幅は６ｍｍから３ｍｍに減少した。
【００２２】
次に原点と(ａ,ｂ)を通る円のうち、(ａ,ｂ)が接線となり中心の横軸座標がａに位置する円で加工した溝で未圧縮部分の幅を測定した。結果、未圧縮幅は６ｍｍから４．５ｍｍに減少した。
【００２３】
最終的に、(ａ,０)を中心として長軸ａ,短軸ｂとした楕円の曲線で加工した溝で未圧縮部分の幅を測定した。結果、未圧縮幅は６ｍｍが０ｍｍに減少した。未圧縮部分を増やすためには最深部から加速的に溝深さが浅くなる曲線の傾斜がより望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によると、加圧時のシワの発生を防止し、さらに回転体の回転が開始するときの回転の摩擦によるシワを防止し、黒鉛化シートの平面度が悪くても、平面性を改善しつつ圧縮処理を行うことができ、シワのないグラファイトシートを得ることができ産業上有用である。
【符号の説明】
【００２５】
１  回転体
２  回転体
３  黒鉛化シート
４  溝
５  クリアランス
６  溝の幅
７  溝の深度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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