(57)【要約】  【課題】      黒鉛紙の面と直角方向の熱伝導度を大きくし、かつ可撓性を有し脆さを有し脆さを改善し強度を大きくする。  【解決手段】  黒鉛紙を開孔してその開孔部から黒鉛紙の両面を金属箔或いは金属-アルミニウム又は無機質-アルミニウムの複合体のいずれかからなる金属層が連続してなるヒートシンク板。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛紙の紙面の両面にアルミニウム又はその合金（以下アルミニウム）ではさみ込まれた可撓性を有するヒートシンク板。
【請求項２】
黒鉛紙に打抜きし、多孔紙にした後、両面に高圧鋳造方法によりアルミニウム又はその合金の溶湯で鋳造し、打抜き多孔部分を通じてアルミニウム又はその合金が連続している可撓性を有するヒートシンク板。
【請求項３】
前項の鋳造時に予め黒鉛紙の両面に銅又はアルミニウム箔を配置してその後高圧鋳造法によりアルミニウム溶湯で鋳造しアルミニウム又は一部銅が連続している可撓性を有するヒートシンク板。
【請求項４】
前項の鋳造時にアルミニウム箔の代替にセラミック、炭素、アルミナなどからなる無機質紙を配置してその後、高圧鋳造方法によりアルミニウム溶湯で鋳造し、アルミニウムが連続している可撓性を有するヒートシンク板。
【請求項５】
前項の無機質紙の代替に金属質からなる繊維状又は粒状物質を紙状に成形したものを配置してその後高圧鋳造方法によりアルミニウム溶湯で鋳造し、アルミニウムが連続している可撓性を有するヒートシンク板。
【請求項６】
第4項、第5項の無機質又は金属質の紙の体積率が1〜10％であること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、軽量でかつ熱伝導に優れた可撓性を有するヒートシンク板に関する。
【背景技術】
【０００２】  平面方向に優れた熱伝導度を有する材料として黒鉛からなる紙状のものが量産されており、安価である。しかしながら、このもののは可撓性は有しているものの脆く、かつ強度が小さいので取り扱いが困難である。【０００３】  近年、その弊害を克服すべく種々の方法が提案されているが実用化されているものとしてプラズマディスプレーパネルや液晶パネルの放熱板として広く活用されているものは、黒鉛紙の両面にアルミニウム箔を貼り付けたものがある。しかしながらこれも平面方向に優れた熱伝導度は有するが面に対して直角の方向は極めて小さい熱伝導度であるので直角方向から来る熱の流れに対する放熱効果は小さい。【０００４】  直角方向に優れたヒートシンク板は例えば特開２０００−２０３９７３でのグラファイト−アルミニウム複合材や、特願２００２−３２３７４９などの炭化珪素アルミニウム複合材などがあるが、これらは可撓性を有しない。従って、プラズマディスプレーや液晶などの放熱が必要とされる所は様々な曲面形状をしているので可撓性を有するものでないと放熱効果を発揮できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明の目的は、前記黒鉛紙の直角方向の熱伝導度を大きくすることと、および可撓性を有しながらかつ、脆さを改善し強度を大きくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は、前記目的を達成するために黒鉛紙の両面にアルミニウムを配置し、黒鉛紙がアルミニウムの薄板ではさみ込まれた状態にすることで解決する。【０００７】  本発明はさらに黒鉛紙を打抜き多孔紙にした後、両面に高圧鋳造法によりアルミニウムの溶湯で鋳造し打抜きした多孔部分を通じてアルミニウムが連続していて可撓性を有する板状のものとする。これにより、黒鉛紙の両面のアルミニウム部分は強固に黒鉛紙と一体になり紙面と直角方向の熱伝導率の向上、および紙の強度の向上になる。【０００８】  又さらに本発明は、上記高圧鋳造時に打抜きした黒鉛紙の両側に銅又はアルミニウム箔を配置してその後高圧鋳造法によりアルミニウム溶湯で鋳造しアルミニウム又は一部銅が連続している可撓性を有する板状のものとする。これにより黒鉛紙の両側の金属層の厚みを制御できるので板状物の形状を容易に決定できる。銅又はアルミ箔の厚さは2ｍｍ以下が望ましい。【０００９】  又、前記銅又はアルミニウム箔の代替にセラミック、炭素、アルミナなどからなる無機質紙を配置してその後、高圧鋳造法によりアルミニウム溶湯で鋳造しアルミニウムが連続している可撓性を有する板状のものとする。これにより黒鉛紙の両側のアルミニウム層の厚みを制御できるので板状の形状を容易に決定できる。【００１０】  セラミック、炭素、アルミナなどの無機質紙は連続繊維であってもよいし、バルク状の短繊維材からなるものでも良い。無機質紙の厚さは2ｍｍ以下が望ましい。打抜きした黒鉛紙の両側に配置する無機質紙の体積率は1〜10％程度にする。10％以上だと可撓性が失われるので好ましくない。1％以下だとアルミニウム層の厚さを決定するスペーサーとしての役割を果たし得なくなるので好ましくない。【００１１】  前記無機質繊維の代替に金属質からなる繊維状又は粒状物質を紙状に成形したものを用いて打抜きされた黒鉛紙の両側に配置して、その後高圧鋳造法によりアルミニウム溶湯で鋳造し、アルミニウムが連続している可撓性を有する板状のものとする。これにより、黒鉛紙の両側のアルミニウム層の厚みを制御できるので板状物の形状を容易に決定できる。【００１２】  金属繊維や金属粉は焼結したものが望ましい。又、その材質は銅、ニッケル、シリコン、チタンなどでアルミニウム融点以上のものが望ましい。さらにこれら打抜きした黒鉛紙の両側に配置する金属焼結体などの体積率は1％〜10％程度にする。10％以上だと可撓性が失われる恐れがあるので好ましくない。1％以下だとアルミニウム層の厚さを制御するスペーサーとしての役割を果たし得なくなるので好ましくない。【００１３】  本発明に利用される黒鉛紙は黒鉛粒子又は粉末をロール圧延などの方法により作られるものを用いる。このような黒鉛紙は結晶が面状に並ぶので面と平行な熱伝導度は200〜500W/ｍKと大きいが面と直角な方向の熱伝導度は5〜10W/ｍKと極めて小さい。【００１４】そこで本発明は、黒鉛紙に10〜40％程度の開孔を施してその開孔部をアルミニウムで充填すれば面と直角の方向にはアルミニウムの熱伝導度が開孔面積に比例して上昇するし、なおかつ黒鉛紙の空隙にもアルミニウムが浸透するのでより一層熱伝導度の向上がはかられる。【００１５】黒鉛紙に開孔するには紙などを開��する方法が望ましく金属を開孔する方式ではバリが大きく好ましくない。開孔の形状は丸形状、楕円形状、角形状、十字形状などで別段の指定はない。又、その配列は分布が一様であれば良く四方配列でもちどり配列でも良い。【００１６】  次に黒鉛紙の厚さであるが特に規定はないが0.2ｍｍから2ｍｍまでが市販されており、入手が容易であるので好適である。又、例えば0.5.ｍｍ厚さのものを5枚重ねて用いて2.5ｍｍ厚さの黒鉛紙としても良い。【００１７】  ヒートシンク板としての厚さは0.5ｍｍ〜5ｍｍ程度が重量や切断などの容易さから好ましい。その中で黒鉛紙の割合は20〜90％程度が可撓性を失わず又、面と平行の方向の熱伝導度を大きくするので好ましい。【００１８】本発明に用いられるアルミニウムとしてはJIS−A1000系合金、3000系合金、6000系合金を用いるとより可撓性が発揮しやすいが、JIS-AC3A、AC4C合金などの鋳造用合金とも用いることができる。特に限定されないがより熱伝導度が大きく、より可撓性が発揮できる合金の方が本発明の目的に整合するのでJIS-A1000系が好適である。【００１９】本発明の製造方法は、高圧鋳造法による。その方法は図-1によって説明する。図-1の1は金型であり、2は加圧用のパンチでありそれぞれ150〜300℃程度に予熱しておく。図-1の3は金属板であり主として鉄板が利用される。5は本発明に供される開孔（17）された黒鉛紙であり、6は金属箔、無機質紙又は金属質紙のいずれかから成り、黒鉛紙5を挟み込むように3の鉄板と4のボルトで固定されている。3〜6を一体で組み付けてアルゴンなどの非酸化性雰囲気下で700〜800℃に予熱しておく。その後、図-1のように金型内に配置しアルミニウム溶湯7を注ぎパンチ2で加圧する。凝固が終了するのに1〜20分間程度要するが、その間は加圧を続ける。【００２０】図-1の凝固終了後、図-2に示すように鋳造物を切断した後、本発明の目的物を得る。その構造は16は金属箔又はアルミニウムで含浸された無機質紙或いは金属質紙であり、27は黒鉛紙の開孔部に含浸されたアルミニウムである。15は黒鉛紙で一部アルミニウムが含浸されている。
【発明の効果】
【００２１】  本発明の開孔された黒鉛紙の両側に金属層を設けて開孔部を通して、アルミニウムが連続している可撓性を有するヒートシンク板は表-1に示す特性値を得た。この時の本発明は全体の厚さが2ｍｍで黒鉛紙は1.5ｍｍ両側には0.5ｍｍのアルミ箔が接合されたもので、黒鉛紙には直径3ｍｍでピッチ5ｍｍちどり配列のものを用いた。比較のための黒鉛紙は厚さ2ｍｍのものである。【００２２】  表-1から明らかなように本発明によるものは、可撓性があるのは最小曲げ半径が小さいことから充分であるといえる。又、引張強度が黒鉛紙のものよりはるかに大きいのでその脆さをも克服している。さらに、熱伝導度は紙又は板と水平方向に於いても優れ、かつ直角方向では圧倒的に優れていることが理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】以下実施例にて、より発明の詳細を説明する。
【実施例１】
【００２４】  縦、横の大きさが1000ｍｍで厚さ1ｍｍの黒鉛紙に直径2.5ｍｍでピッチ4ｍｍの直交配列で開孔した。この黒鉛紙の両側に厚さ0.5ｍｍのアルミナ短繊維で作られた体積率3％の無機質紙を縦横の大きさを合わせて重ねた。これを厚さ9ｍｍの鉄板（ＳＳ400）2枚を以って図-1に示すような形態でボルトにて固定した。このものをアルゴン中に800℃に加熱しておき、一方で予め250℃に予熱された高圧鋳造用金型に配置し、800℃で溶解されているＪＩＳ1050のアルミニウム溶湯を注ぎ、その直後に加圧パンチにて100Ｍｐａの圧力をかけた。加圧保持を10分間とした。その後、凝固した鋳造物を採り出し図-2に示すようなヒートシンク板を得た。このようにして得られたヒートシンク板の熱伝導度、引張強度、可撓性の各物性データを表-1に記載した。
【実施例２】
【００２５】  実施例1の中で無機質紙の代替に金属質紙の一つであるＪＩＳ-ＳＵＳ304の0.1ｍｍ中のバルク繊維を黒鉛紙の両側に配置して、同様の方法でヒートシンク板を得た。このようにして得られたヒートシンク板の各物性データをやはり表-1に記載した。【００２６】
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【産業上の利用可能性】
【００２７】    本発明によるヒートシンク板は液晶のバックライトの部分からの放熱、プラズマディスプレーの画面裏からの放熱、ラップトップパソコンからの背面からの放熱を効率よくさせられる。従ってそれらに使用される半導体素子の熱からの障害を大きく減じるので各器材の長寿命化に多大な貢献をする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のヒートシンク板の製造の形態と
【図２】ヒートシンクの構造を示す概略断面説明図。
【符号の説明】
【００２９】1      金型2      パンチ3      鉄製治具4      ネジ、ボルト5      黒鉛紙6      無機質紙、金属箔又は金属質紙のいずれかのもの7      アルミニウム湯17  黒鉛紙の開孔部15  黒鉛紙とアルミニウムの複合物16  金属箔又は無機質紙或いは金属質とアルミニウムの複合物のいずれかのもの27  アルミニウム
【図１】
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【図２】
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