(57)【要約】【課題】金属放熱板の熱伝導率が高く、各種電子製品に応用して高い放熱効果を得る金属放熱板構造を提供する。【解決手段】金属放熱板構造は、上下表面１１を有する金属基材１と、金属基材１の上下表面１１にそれぞれ形成された２つの金属被覆層２と、高純度天然黒鉛層３からなるとともに、金属被覆層２の上下表面１１にそれぞれ形成された２つの天然黒鉛層３とを含む。金属基材１は、銅、アルミニウム、ステンレス又は冷延鋼からなり、１０μｍ〜１．６ｍｍの厚さを有する。金属被覆層２は、ニッケル、カドミウム、ニッケルカドミウム合金、銀又はチタンからなる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
上下表面を有する金属基材と、
前記金属基材の上下表面にそれぞれ形成された２つの金属被覆層と、
高純度天然黒鉛層からなるとともに、前記金属被覆層の上下表面にそれぞれ形成された２つの天然黒鉛層と、を含むことを特徴とする、
金属放熱板構造。
【請求項２】
前記金属基材は、銅、アルミニウム、ステンレス又は冷延鋼からなり、１０μｍ〜１．６ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の金属放熱板構造。
【請求項３】
前記金属被覆層は、ニッケル、カドミウム、ニッケルカドミウム合金、銀又はチタンからなることを特徴とする請求項２に記載の金属放熱板構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、金属放熱板構造に関し、特に、金属放熱板の熱伝導率が高く、各種電子製品に応用して高い放熱効果を得ることができる金属放熱板構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子産業の急速な発展に伴い、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、ＯＡ機器、グローバルポジショニングシステムなどの電子製品が徐々に普及している。現代の電子部品及び電子機器は、薄型軽量に向かって発展している上、多機能かつ高性能となっている。
【０００３】
電子製品の集積度が高まるに従い、単位面積当たりの電子部品の数も幾何級数的に増え、放熱は重要な課題となっている。もし放熱が迅速に行われない場合、部品の動作温度が上昇してしまい、最悪の場合には電子部品が故障し、各種精密機器の寿命及び信頼性に直接、悪影響を与えてしまうことがあった。そのため、電子製品の小型化、集積化には放熱問題がネックとなっていた。
【０００４】
従来の放熱技術には熱伝導性シリコーンが採用されている。熱伝導性シリコーンの長所は、圧縮可能な点であり、銅などの金属と比べて熱伝導が遅い上、ファンを組み合わさなければならず、迅速に温度を低下させたり空間が制限されていたりする場合、その性能を十分発揮することはできなかった。そのため、一部のメーカーは、銅底部に炭素含有層を結合させて放熱性を高めていた（例えば、特許文献１の「銅炭素複合放熱片及びその製造方法」）。
該銅炭素複合放熱片は、銅箔両面に炭素熱伝導層が塗布されて成形される。前述の銅箔の厚さは０．０２〜０．２５ｍｍであり、前述の炭素熱伝導層の厚さは０．０１５〜０．０３ｍｍであり、前述の銅炭素複合放熱片の厚さは０．０８〜０．３ｍｍである。前述の炭素熱伝導層は、グラフェン又は単層カーボンナノチューブが１００部であり、接着剤が１〜５０部であり、前述のグラフェンの比表面積が５００〜１０００ｍ２／ｇであり、前述の単層カーボンナノチューブの比表面積が５００〜１０００ｍ２／ｇであり、単層カーボンナノチューブの粒径が５ｎｍである。前述の接着剤は、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールからなる群から選ばれる一種以上を含む。
該製造方法は、接着剤を有機溶剤に溶かし、接着剤の有機溶剤を得るステップ（１）と、グラフェン又はカーボンナノチューブと、接着剤の有機溶剤とを混合して混合物を得るステップ（２）と、混合物を０．５〜１時間超音波分散し、１５００〜３０００ＲＰＭの回転速度で１〜５時間撹拌分散し、均一に混合して混合物を得るステップ（３）と、均一に混合した混合物を銅箔の両面に塗布し、不活性ガスで保護して固化し、上述した銅炭素複合銅箔放熱片を得て、固化温度を５０〜２００℃に設定し、固化時間を１０〜１００分間に設定するステップ（４）と、を含む。
【０００５】
上述の特許文献１「銅炭素複合放熱片及びその製造方法」では、炭素含有物質を銅箔底面に付着させる付着方式は、炭素含有物質が接着剤、溶剤を利用して有機溶液を生成してから塗布し、不活性ガスで保護して固化し、銅炭素複合銅箔放熱片を形成するものであり、接着剤又は溶剤を接着するだけの方式である。このため、炭素層を構成する炭素含有物質自身が外れやすく、異質な銅箔との結合が不安定となり、銅箔表面から炭素層が剥がれ落ちやすい上、炭素含有物質間が接着剤又は溶剤により接着され、この方式により炭素含有物質間の伝導性が下がり、熱伝導効果が大幅に下がってしまう虞があった。
【０００６】
従来の上述した銅箔上には、炭素層の構造が結合され、成形方式が依然として炭素層及びアルミ材との結合性が好ましくないため、熱伝導効果が下がり、コストが高すぎて、経済性が低いなどの欠点があったため、従来技術の問題点を改善する金属放熱板構造が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許第１０３４７６２２７Ａ号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案の目的は、金属放熱板の熱伝導率が高く、各種電子製品に応用して高い放熱効果を得る金属放熱板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】
上記課題を解決するために、本考案の第１の形態によれば、上下表面を有する金属基材と、前記金属基材の上下表面にそれぞれ形成された２つの金属被覆層と、高純度天然黒鉛層からなるとともに、前記金属被覆層の上下表面にそれぞれ形成された２つの天然黒鉛層と、を含むことを特徴とする金属放熱板構造が提供される。
【００１０】
前記金属基材は、銅、アルミニウム、ステンレス又は冷延鋼からなり、１０μｍ〜１．６ｍｍの厚さを有することが好ましい。
【００１１】
前記金属被覆層は、ニッケル、カドミウム、ニッケルカドミウム合金、銀又はチタンからなることが好ましい。
【考案の効果】
【００１２】
本考案の金属放熱板構造は、真空マグネトロンスパッタ空間の条件下で未加工の金属基材に金属被覆層及び天然黒鉛層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の一実施形態に係る金属放熱板構造を示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、本考案の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。
【００１５】
図１を参照する。図１は、本考案の一実施形態に係る金属放熱板構造を示す断面図である。図１に示すように、本考案の一実施形態に係る金属放熱板構造は、少なくとも金属基材１と、２つの金属被覆層２と、２つの天然黒鉛層３と、から構成されてなる。
【００１６】
金属基材１は、上下表面１１を有する。
【００１７】
２つの金属被覆層２は、金属基材１の上下表面１１にそれぞれ形成される。
【００１８】
２つの天然黒鉛層３は、高純度の天然黒鉛からなり、金属被覆層２の表面にそれぞれ形成される。
【００１９】
実際に金属放熱板を製作する際、以下の方式で製作する。
【００２０】
まず、金属基材１を準備する。金属基材１は、銅、アルミニウム、ステンレス、冷延鋼などの金属材料からなり、１０μｍ〜１．６ｍｍの厚さを有する。金属基材１の上下表面１１は、選択した金属材料に依り、表面が平滑面又は粗面に形成される。例えば、銅材が未加工の場合、表面１１は平滑面に形成され、ステンレス、冷延鋼などが未加工の場合、凹凸を有する粗面に形成される。続いて、金属基材１を真空チャンバ内に設置し、真空チャンバは、真空マグネトロンスパッタ空間の条件下で、金属基材１へスパッタリングを行って金属被覆層２を形成する。
【００２１】
ここで、金属被覆層２は、スパッタリングする際、ニッケル、カドミウム、ニッケルカドミウム合金、銀又はチタンからなってもよい。その後、真空チャンバを介して金属被覆層２を金属基材１の上下表面１１に形成する。次に、同様に真空マグネトロンスパッタ空間の条件下で、高純度の天然黒鉛を金属被覆層２の表面にそれぞれ形成し、金属放熱板の製作を完成させる。
【００２２】
このように、金属放熱板の成形方式は、天然黒鉛層３と金属基材１とを強固に結合させ、天然黒鉛が炭素原子の結合により成形されるため、黒鉛自身が有する密着性が高くて外れにくい上、高純度の黒鉛からなる天然黒鉛層３は伝導率及び導電性が高い。
このように、本実施形態の金属放熱板は、放熱板の機械強度を大幅に高めることができる上、熱伝導率が高い特性を有するため、組み合わせる電気製品、電子部品の放熱効果を高めて使用寿命を延ばすことができる。
【００２３】
上述したことから分かるように、本考案の金属放熱板構造は、以下（１）〜（４）の長所を有する。
（１）金属基材からなり、表面が平滑面又は粗面に形成され、金属被覆層を介して天然黒鉛が基材表面に結合され、金属基材及び金属被覆層の表面内に高純度の天然黒鉛が嵌入され、基材と強固に結合されているため、表面が剥がれ落ちることを防ぎ、放熱板の機械強度を高める。
（２）金属放熱板構造は、高純度の天然黒鉛を使用し、黒鉛の良好な密着性及び導電性により金属基材の機械強度を大幅に高めることができる上、熱伝導率が高いため組み合わせる電気製品又は電子部品の放熱効果を高めて使用寿命を延ばすことができる。
（３）金属基材の両側表面に、付着可能な金属被覆層と天然黒鉛との層状構造を形成して放熱板の使用効率を倍増させ、金属放熱板のスループット及び産業競争力を高めることができる。
（４）金属基材は選択した金属材料に依り表面を平滑面又は粗面に形成することができるため応用範囲が広く、構造の付着性を高めることもできる。
【符号の説明】
【００２４】
１    金属基材
２    金属被覆層
３    天然黒鉛層
１１  表面
【図１】
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