(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造を提供する。【解決手段】表面に第１凹凸粗表面１１を形成した銅箔１を設けた上で、銅箔１の第１凹凸粗表面１１に金属誘電体層２を付着させ、前記金属誘電体層２の表面は第１凹凸粗表面１１に従って第２凹凸粗表面２１を形成し、金属誘電体層２の第２凹凸粗表面２１に炭素膜３を嵌入して結合する。このようにして、銅箔１の凹凸表面の構造と金属誘電体層２で、炭素原子を銅箔１上に堅固に結合させることができ、炭素原子が結合して形成された炭素膜３は、良好な熱伝導の特性を備えることから、実施面で電子製品の放熱を大幅に向上する効果が達成され、耐用年数を延ばすこともできる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
その表面に第１凹凸粗表面を形成した銅箔を設けた上で、銅箔の第１凹凸粗表面に金属誘電体層を付着させ、前記金属誘電体層の表面は第１凹凸粗表面に従って第２凹凸粗表面を形成し、金属誘電体層の第２凹凸粗表面に炭素膜を嵌入して結合し、前記炭素膜は炭素原子を連続して堆積し、結合させて形成した炭素膜であることを特徴とする、
放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造。
【請求項２】
前記金属誘電体層はニッケル、クロム、又はチタンで製造された層であることを特徴とする請求項１に記載の放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造。
【請求項３】
前記銅箔の第１凹凸粗表面はプラズマインパルスによって形成された面であることを特徴とする請求項２に記載の放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、良好な熱伝導性能と加工に便利な特性を備えた放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子産業が迅速に発展するに伴い、現代社会では、パソコン、携帯電話、ＯＡ機器、ＧＰＳナビゲーション装置等の電子機器が普及の一途を辿っている。これに伴い昨今、電子部品や電子機器の体積も次第に軽く、薄く、小型化する方向に発展しており、薄く、軽く、小さい上に、機能も多様化して強化されている。
【０００３】
電子製品の集積度が一段と高まるにつれて、単位面積あたりの電子部品の数量も等比級数的に増加して、放熱が重要な課題となっており、発熱量の放熱が追い付かなければ部品の作業温度が上昇し、重大な場合、電子部品が効力を失い、電子部品を使用している精密度の高い各種設備の耐用年数や信頼性に直接影響する。このため、発熱量をどのようにして発散させるかという課題が電子製品の小型化、集積化のネックとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許公開第ＣＮ１０３４７６２２７Ａ号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来の放熱技術では熱伝導シリカゲルを採用しており、この熱伝導シリカゲルの利点は圧縮可能なことにあるものの、熱伝導シリカゲルは銅等の金属に比べて、熱伝導が遅過ぎる上に、通常ファンと組み合わせる必要があり、速やかに温度を低下させる必要が有る場合やスペースに制限がある場合、役に立たない。そこで、業者は銅の底部に炭素結合層を使用することによって放熱の特性を達成していた。
従来の特許文献１では、例えば、銅及び炭素からなる複合型放熱板及びその製造方法の考案が記載されている。この銅及び炭素からなる複合型放熱板は、銅箔の両面に炭素熱伝導層をコーティングして構成している。その特徴は次のとおりである。
前記銅箔の厚さは０．０２〜０．２５ｍｍ、前記炭素熱伝導層では０．０１５〜０．０３ｍｍ、前記銅及び炭素からなる複合型放熱板では０．０８〜０．３ｍｍで、前記炭素熱伝導層は以下の成分により品質の分量に応じて組成される。グラフェン又は単層カーボンナノチューブ１００分量、接着剤１−５０分量、前記グラフェンの比表面積は５００〜１０００ｍ２／ｇ、前記単層カーボンナノチューブの粒径は５ｎｍ、前記接着剤はポリフッ化ビニリデン、ポリゼニールピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリ塩化ビニルのうちの一種類又はそれ以上の化合物である。また、工程については、その特徴は以下のステップを含むことにある。
（１）結合剤を有機溶剤に溶解し、結合剤の有機溶液を得る。（２）グラフェン又はカーボンナノチューブを接着剤の有機溶液と混合して混合物を得る。（３）混合物の超音波分散を０．５〜１時間、１５００〜３０００ｒｐｍの回転速度で攪拌分散を１〜５時間で均等に混合された混合物を得る。（４）均等に混合された混合物を銅箔上に両面コーティングして、不活性ガス保護のもとで固化して前記銅及び炭素からなる複合型放熱板を得るが、固化温度は５０〜２００℃、固化時間は１０〜１００分である。
【０００６】
上記特許文献１に示す技術によれば、炭素材を銅箔の底面に付着させる効果は達せられるものの、付着方法は炭素材を結合剤（ｂｉｎｄｅｒ）と溶剤で有機溶液を製造した上でコーティングして、不活性ガス保護のもとで固化して、銅及び炭素からなる複合型放熱板を形成することから、接着剤や溶剤で粘結する方法だけでは、炭素層を構成する炭素材自体が脱落し易くなり、異質な銅箔の結合間が一層不安定となり、炭素層が銅箔の表面から剥落する状況が極めて起き易くなるばかりでなく、そのうえ炭素材間を結合剤や溶剤によって粘結するという方法では、炭素材間の伝導性が一層低下して、熱伝導効果が大幅に低減する。
【０００７】
そこで、本考案者は、既存の上記銅箔上に炭素層を結合した構造及び成型方法に係る、依然として炭素層とアルミニウム材との結合性が不良なために熱伝導効果が落ち、コストが高過ぎて経済効果に見合わない等の多くの欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に至った。
【０００８】
本考案は、以上の従来技術の課題を解決するためになされたものである。即ち、本考案の主な目的は、上述の問題を解決するために、良好な熱伝導性能を備えた銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決して目的を達成するための本考案に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造は、その表面に第１凹凸粗表面を形成した銅箔を設けた上で、銅箔の第１凹凸粗表面に金属誘電体層を付着させ、前記金属誘電体層の表面は第１凹凸粗表面に従って第２凹凸粗表面を形成し、金属誘電体層の第２凹凸粗表面に炭素膜を嵌入して結合するが、前記炭素膜は炭素原子を連続して堆積し、結合させて形成した炭素膜である。
【００１０】
好ましい実施態様に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造において、前記金属誘電体層はニッケル、クロム、又はチタンで製造された層である。
【００１１】
好ましい実施態様に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造において、前記銅箔の第１凹凸粗表面はプラズマインパルスによって形成された面である。
【００１２】
好ましい実施態様に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造において、前記炭素膜は２次元層状の炭素クラスタ構造に形成されている。
【００１３】
好ましい実施態様に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造において、前記炭素膜は３次元の立体状の炭素クラスタ構造に形成されている。
【００１４】
また、上記の技術方案は具体的には以下の操作方法を採用する。銅箔の表面はプラズマインパルスによって凹凸粗表面を形成した上で、銅箔の表面に金属誘電体層を設け、炭素原子を金属誘電体層に嵌入し、炭素原子を銅箔の表面に堆積して炭素膜を形成することにより、銅箔の凹凸表面の構造と金属誘電体層で、炭素原子を銅箔上に堅固に結合させることができ、炭素原子が結合して形成された炭素膜は、さらに極めて優れた密着性と良好な熱傳導の特性を備えることから、実施面で電子製品の放熱を大幅に向上する効果が達成され、耐用年数を延ばすこともできる。
【００１５】
なお、好ましい実施態様に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造において、銅箔の２つの側面に粗表面を同時に形成して金属誘電体層を付着させ、前記金属誘電体層は炭素原子を蒸着して結合させることで、銅及び炭素からなるアルミ箔が使用効率面でなお一層向上し、産業競争力を高める効果を達成する。
【００１６】
さらに、好ましい実施態様に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造において、前記金属誘電体層はニッケル、クロム、又はチタン金属を採用している。
【００１７】
好ましい実施態様に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造において、前記炭素膜は２次元層状又は３次元の立体状の炭素クラスタ構造に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造を説明する断面模式図である。
【図２】本考案の他の実施形態に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造を説明する断面模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
本考案における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本考案の必須要件であるとは限らない。  
【００２０】
［実施形態］
以下、本考案の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は本考案に係る放熱用の銅及び炭素からなる複合型アルミ箔構造を説明する断面模式図である。
該複合型アルミ箔構造は以下の部材を含む。即ち、少なくとも１つの表面にプラズマインパルスによって第１凹凸粗表面１１が形成された銅箔１と、銅箔１の表面に対応して付着し、銅箔の第１凹凸粗表面１１に従って第２凹凸粗表面２１が形成された少なくとも１つの金属誘電体層２と、金属誘電体層２の第２凹凸粗表面２１に対応して嵌入して付着させた少なくとも１つの炭素膜３であって、前記炭素膜３は炭素原子を堆積して結合してなる炭素膜３である。
【００２１】
実際に銅及び炭素からなるアルミ箔Ａの製造を実施する場合について、例を挙げて実施可能な方法を説明する。その製造方法は次のとおりである。
ａ．銅箔を載置する。先ず、銅箔１を真空チェンバ（ＶａｃｕｕｍＣｈａｍｂｅｒ）に載置する。
ｂ．銅箔を粗化処理する。次に、真空チェンバにガスを入れ、電界を発生させ、真空チェンバ内のガスをプラズマ化し、プラズマ中の正電気を帯びたプラズマが磁場量子の導きで、陰極とした銅箔１に高速で突進し、銅箔１の一側表面に向かってプラズマの粒子が衝突して、第１凹凸粗表面１１が形成される。
ｃ．誘電体層を付着させる。その後、真空チェンバにニッケル、クロム、又はチタンの金属ガスを入れた上で、電界を発生させ、金属ガス中のニッケル、クロム、又はチタンが正電気を帯び、磁場量子の導きで、正電気を帯びたニッケル、クロム、又はチタンが高速で陰極とした銅箔１に突進して、ニッケル、クロム、又はチタンの金属を銅箔１の第１凹凸粗表面１１に付着させて、金属誘電体層２を形成し、さらに前記金属誘電体層２は第１凹凸粗表面１１に従って第２凹凸粗表面２１を形成する。
ｄ．炭素原子を蒸着する。次に、真空チェンバに炭素原子２が混ざった混合ガスを入れた上で、電界を発生させ、混合ガス中の炭素原子２が正電気を帯び、磁場量子の導きで、正電気を帯びた炭素原子２が陰極とした銅箔１に高速で突進し、炭素原子２を、金属誘電体層２に強力に嵌入された第２凹凸粗表面２１内に、安定して付着させ、磁場量子の導きで、炭素原子２を金属誘電体層２の一側の第２凹凸粗表面２１に均等に付着させて連続的に堆積し、金属誘電体層２上で結合して２次元層状構造ないし３次元の立体状構造の炭素クラスタ薄膜が形成される。
ｅ．面をひっくり返して成型する。最後に、銅箔１の未施工の別の側の表面１１を上に向け、上記ｂ、ｃ、ｄの施工ステップを繰り返して、銅箔１の別の側の表面１１に粗表面を形成した上で金属誘電体層２を付着させ、炭素原子２を金属誘電体層２の表面に均等に付着させて連続的に堆積して炭素クラスタの薄膜を形成することにより、表面に高純度の炭素を有し、抵抗の小さい銅及び炭素からなるアルミ箔Ａを成型する。
【００２２】
これにより、銅及び炭素からなるアルミ箔Ａの成型方法は、炭素膜３と銅箔１間を堅固に結合することができ、炭素膜３が炭素原子２で結合してなることから、炭素膜自体に極めて優れた密着性があって相互に脱落し難い。また、純粋に炭素原子で構成された炭素膜３には良好な伝導率と導電性があることから、本発明に係る銅及び炭素からなるアルミ箔Ａは、銅箔１の機械強度が大幅に向上可能なだけでなく、実施面でも、その良好な高い熱伝導率の特性が、実装された電器製品、電子部品の放熱効果に一層寄与して、耐用年数等が延びる。
【００２３】
上記の構造及び実施方法から、本発明には以下の利点があることが理解される。
１、本発明に係る銅及び炭素からなるアルミ箔構造は、銅箔の表面を凹凸粗表面に成型して、炭素原子を金属誘電体層によって銅箔の表面と結合させる際に、炭素原子が銅箔と金属誘電体層の表面に嵌入して、銅箔との間で堅固に結合することで、炭素が銅箔の表面から剥落する状況が起き難くなり、銅箔の機械強度の向上が確保される。
２、本発明に係る銅及び炭素からなるアルミ箔構造は、炭素原子を銅箔の表面に連続的に堆積して炭素膜を形成し、炭素原子間の結合構造によって炭素膜が極めて優れた密着性を有し、また、純粋に炭素原子で構成された炭素膜には更に良好な導電性があることから、実施した場合、銅箔の機械強度が大幅に向上可能なだけでなく、実施面でも、その良好な高い熱伝導率の特性が、実装された電器製品、電子部品の放熱効果に一層寄与して、耐用年数等が延びる。
３、本発明に係る銅及び炭素からなるアルミ箔構造は、銅箔の２つの側面に粗表面を同時に設けて金属誘電体層、炭素膜等の層状構造を付着させることで、銅及び炭素からなるアルミ箔が使用効率面でなお一層向上して、銅及び炭素からなるアルミ箔の生産量や産業競争力が具体的に向上するという実質的な効果が達成される。
【００２４】
上述の実施形態は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当前記技術分野を熟知する者に本考案の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本考案の請求の範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２５】
１    銅箔  
２    金属誘電体層
３    炭素膜
１１  第１凹凸粗表面  
２１  第２凹凸粗表面
Ａ    銅及び炭素からなるアルミ箔
【図１】
0003203341.tif 000003
【図２】
0003203341.tif 000004