JP6354235B2 - Electronic device and assembly method thereof, and sheet-like structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、シート状構造体を用いた電子機器とその製造技術に関する。   The present invention relates to an electronic device using a sheet-like structure and a manufacturing technique thereof.

サーバーやパーソナルコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）などに用いられる電子機器は、ＬＳＩＣ（Large-Scale Integrated Circuit）チップなどの半導体素子から発する熱を効率よく放熱するために、半導体素子の直上に銅などの熱伝導性のヒートスプレッダを配置している。半導体素子とヒートスプレッダ間の熱的な接触には、インジウムシートなどが用いられている。しかしながら、インジウムの熱伝導度（８０Ｗ／ｍ・Ｋ）は高いとはいえず、半導体素子から生じる熱を効率的に放熱させるために、さらに高い熱伝導度を有する材料が望まれる。コスト面からも、インジウムよりも安価な代替材料が望ましい。   Electronic devices used in central processing units (CPUs) of servers and personal computers are designed to efficiently dissipate heat generated from semiconductor elements such as LSIC (Large-Scale Integrated Circuit) chips. A heat conductive heat spreader such as copper is disposed immediately above. An indium sheet or the like is used for thermal contact between the semiconductor element and the heat spreader. However, it cannot be said that the thermal conductivity (80 W / m · K) of indium is high, and in order to efficiently dissipate the heat generated from the semiconductor element, a material having a higher thermal conductivity is desired. In view of cost, an alternative material cheaper than indium is desirable.

インジウムよりも高い熱伝導度を有する材料として、カーボンナノチューブが注目されている。カーボンナノチューブは、高い熱伝導度（1500〜3000Ｗ／ｍ・Ｋ）を有するだけでなく、柔軟性や耐熱性に優れた材料であり、放熱材料として高いポテンシャルを有している。   Carbon nanotubes are attracting attention as a material having higher thermal conductivity than indium. Carbon nanotubes not only have a high thermal conductivity (1500 to 3000 W / m · K), but are also excellent in flexibility and heat resistance, and have a high potential as a heat dissipation material.

カーボンナノチューブを、ＬＳＩチップとヒートスプレッダの間に介在させるサーマルインターフェイスマテリアル（ＴＩＭ：Thermal Interface Material）として用いた場合、その熱抵抗はカーボンナノチューブ自身の熱抵抗と、カーボンナノチューブとＬＳＩチップ間及びカーボンナノチューブとヒートスプレッダ間の接触熱抵抗の和になる。   When a carbon nanotube is used as a thermal interface material (TIM: Thermal Interface Material) interposed between an LSI chip and a heat spreader, the thermal resistance is the thermal resistance of the carbon nanotube itself, between the carbon nanotube and the LSI chip, and between the carbon nanotube and the carbon nanotube. This is the sum of the contact thermal resistance between the heat spreaders.

カーボンナノチューブを用いた放熱構造体として、樹脂中にカーボンナノチューブを分散した熱拡散装置や（たとえば、特許文献１参照）、基板上に配向成長したカーボンナノチューブ束を樹脂等によって埋め込んだ放熱構造体が提案されている（たとえば、特許文献２及び３参照）。また、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法により、カーボンナノチューブの各々を長手方向に熱伝導性の被覆層で覆って、カーボンナノチューブの束状構造体の機械的強度を高める構成が知られている（たとえば、特許文献４及び５参照）。ＡＬＤ法による被覆構成のうち、金属被覆されたカーボンナノチューブの間に樹脂を充填する構成（特許文献４参照）と、樹脂層を用いずに被覆層を介してカーボンナノチューブを互いに部分的に結合させる構成（特許文献５）が提案されている。   As a heat dissipation structure using carbon nanotubes, there are a heat diffusion device in which carbon nanotubes are dispersed in a resin (see, for example, Patent Document 1), and a heat dissipation structure in which carbon nanotube bundles oriented and grown on a substrate are embedded with a resin or the like. It has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3). Also known is a structure in which each carbon nanotube is covered with a thermally conductive coating layer in the longitudinal direction by an atomic layer deposition (ALD) method to increase the mechanical strength of the bundle structure of carbon nanotubes. (For example, see Patent Documents 4 and 5). Among the coating configurations by the ALD method, a configuration in which a resin is filled between carbon nanotubes coated with metal (see Patent Document 4), and carbon nanotubes are partially bonded to each other via a coating layer without using a resin layer. A configuration (Patent Document 5) has been proposed.

特開２００５−１５０３６２号公報JP 2005-150362 A 特開２００６−１４７８０１号公報JP 2006-147801 A 特開２００６−３０３２４０号公報JP 2006-303240 A 特開２０１２−１９９３３５号公報JP 2012-199335 A 特開２０１２−２３６７３９号公報JP 2012-236739 A

図１は、従来のＴＩＭ１３０を用いた電子機器にヒートサイクルがかかった時の状況を示す。ＴＩＭ１３０は、金属被覆されたカーボンナノチューブ１３５の間に樹脂１３７を充填して作製されたものであり、半導体チップ１２０とヒートスプレッダ１４０の間にＴＩＭ１３０が接着されている。室温時の回路基板１１１は、アセンブリ時の熱圧着の影響で多少歪んでいる。ヒートサイクルが印加され、動作時に温度が上昇すると、半導体チップ１２０と回路基板１１１は、それぞれ異なる熱膨張率で変形する。このとき、金属被覆されたカーボンナノチューブ１３５と樹脂１３７の撓み性をもってしても、ヒートサイクルによりＴＩＭ１３０の接着端に多大なストレスがかかり、ＴＩＭの剥がれによる特性不良が起こり得る。   FIG. 1 shows a situation when a heat cycle is applied to an electronic device using a conventional TIM 130. The TIM 130 is manufactured by filling a resin 137 between metal-coated carbon nanotubes 135, and the TIM 130 is bonded between the semiconductor chip 120 and the heat spreader 140. The circuit board 111 at room temperature is somewhat distorted due to the effect of thermocompression bonding during assembly. When a heat cycle is applied and the temperature rises during operation, the semiconductor chip 120 and the circuit board 111 are deformed with different thermal expansion coefficients. At this time, even with the flexibility of the metal-coated carbon nanotube 135 and the resin 137, a great stress is applied to the bonded end of the TIM 130 due to the heat cycle, and a characteristic failure due to peeling of the TIM may occur.

そこで、ヒートサイクル時に接触熱抵抗の上昇を防止し、放熱効率を維持することのできるシート状構造体とこれを用いた電子機器、およびこれらの製造方法を提供する。   Therefore, a sheet-like structure capable of preventing an increase in contact thermal resistance during a heat cycle and maintaining heat dissipation efficiency, an electronic device using the sheet-like structure, and a manufacturing method thereof are provided.

一つの態様では、電子機器は、
電子部品と、
放熱体と、
前記電子部品と前記放熱体の間に配置されるシート状構造体と、
を有し、
前記シート状構造体は、
前記シート状構造体の面内方向に対して垂直な方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記線状構造体の成長端が埋め込まれ、前記シート状構造体を前記放熱体に対して接合する接着層と、
前記接着層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積された被膜と
前記接着層の前記放熱体との接合面と反対側の面に形成されて、前記線状構造体を前記面内方向に結合する固定層と、
を有し、
前記線状構造体の前記成長端が前記放熱体と接触しており、
前記被膜が施された前記線状構造体の根本が前記電子部品と接触している。 In one embodiment, the electronic device is
Electronic components,
A radiator,
A sheet-like structure disposed between the electronic component and the radiator;
Have
The sheet-like structure is
A plurality of carbon element linear structures extending in a direction perpendicular to the in-plane direction of the sheet-like structure;
An adhesive layer in which a growth end of the linear structure is embedded, and the sheet-like structure is bonded to the radiator;
A film deposited on the atomic layer covering the surface of each linear structure projecting from the adhesive layer, and formed on a surface of the adhesive layer opposite to the bonding surface of the heat dissipator, and the linear structure is A fixed layer coupled in the in-plane direction;
Have
The growth end of the linear structure is in contact with the heat dissipation body;
The base of the linear structure provided with the coating is in contact with the electronic component.

ヒートサイクル時に接触熱抵抗の上昇を防止し、放熱効率を維持することができる。これにより製品の信頼性が向上する。   It is possible to prevent an increase in contact thermal resistance during the heat cycle and maintain heat dissipation efficiency. This improves the reliability of the product.

従来のＴＩＭを用いたときのヒートサイクル時の問題を示す図である。It is a figure which shows the problem at the time of a heat cycle when using the conventional TIM. 実施形態のシート状構造体を用いた電子機器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electronic device using the sheet-like structure of embodiment. 実施形態のシート状構造体を用いた別の電子機器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of another electronic device using the sheet-like structure of the embodiment. 実施形態のシート状構造体の製造工程図である。It is a manufacturing-process figure of the sheet-like structure of embodiment. 実施形態のシート状構造体の製造工程図であり、図４（Ｂ）に引き続く工程を示す図である。It is a manufacturing-process figure of the sheet-like structure of embodiment, and is a figure which shows the process following FIG. 4 (B). 実施形態の電子機器のアセンブリ工程図である。It is an assembly process figure of the electronic device of an embodiment. 実施形態の電子機器のアセンブリ工程図である。It is an assembly process figure of the electronic device of an embodiment. 実施形態の電子機器のアセンブリ工程図である。It is an assembly process figure of the electronic device of an embodiment. 実施形態のシート状構造体のヒートサイクル時の動きを示す図である。It is a figure which shows the motion at the time of the heat cycle of the sheet-like structure of embodiment.

図２は、実施形態のシート状構造体３０を用いた電子機器１の概略構成図である。実施形態では、シート状構造体３０のヒートスプレッダ４０側の接触部を、接着層３７と、原子層堆積（ＡＬＤ）された金属微粒子の固定層３３で固定する。シート状構造体３０の発熱体２０との接触部は接着剤で固定せずに、ＡＬＤ法で金属コーティングしたカーボンナノチューブ３１の撓み性を利用して、発熱体との接触を維持する。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an electronic device 1 using the sheet-like structure 30 according to the embodiment. In the embodiment, the contact portion on the heat spreader 40 side of the sheet-like structure 30 is fixed by the adhesive layer 37 and the fixed layer 33 of metal fine particles deposited by atomic layer deposition (ALD). The contact portion of the sheet-like structure 30 with the heating element 20 is not fixed with an adhesive, and the contact with the heating element is maintained by utilizing the flexibility of the carbon nanotube 31 metal-coated by the ALD method.

図２において、電子機器１は、基板１１上に配置された発熱体２０と、発熱体２０からの熱を放出するヒートスプレッダ４０と、発熱体２０とヒートスプレッダ４０の間に配置されるシート状構造体３０を有する。発熱体２０は、半導体チップ、あるいは複数チップを内蔵したマルチチップパッケージ等の電子部品２０であり、外部電極２１により基板１１に実装されている。   In FIG. 2, the electronic device 1 includes a heating element 20 disposed on a substrate 11, a heat spreader 40 that releases heat from the heating element 20, and a sheet-like structure disposed between the heating element 20 and the heat spreader 40. 30. The heating element 20 is an electronic component 20 such as a semiconductor chip or a multichip package containing a plurality of chips, and is mounted on the substrate 11 by external electrodes 21.

ヒートスプレッダ４０は、シーラント４５により基板１１に固定されている。ヒートスプレッダ４０は、基板１１と対向する面に、溝４１を有する。溝４１は、アセンブリ時の樹脂の回り込みを防止するための溝であるが、発明にとって必須ではない。   The heat spreader 40 is fixed to the substrate 11 with a sealant 45. The heat spreader 40 has a groove 41 on the surface facing the substrate 11. The groove 41 is a groove for preventing the resin from wrapping around during assembly, but is not essential for the invention.

発熱体２０とヒートスプレッダ４０の間に、シート状構造体３０が配置されている。シート状構造体３０は、熱伝導性材料のコーティング（被膜）３４が施されたカーボンナノチューブ３１の束で形成されている。熱伝導性材料でコーティング３４がされたカーボンナノチューブ３１を便宜上、「被覆カーボンナノチューブ３５」と称する。   A sheet-like structure 30 is disposed between the heat generator 20 and the heat spreader 40. The sheet-like structure 30 is formed of a bundle of carbon nanotubes 31 provided with a coating (film) 34 of a heat conductive material. For convenience, the carbon nanotubes 31 coated with the thermally conductive material 34 are referred to as “coated carbon nanotubes 35”.

シート状構造体３０は、ヒートスプレッダ４０に接合される側の面に、接着層３７と、接着層３７のヒートスプレッダ４０と反対側の面に形成された固定層３３を有する。固定層３３は、コーティング３４と同じく熱伝導性の良い材料で形成されている。接着層３７と固定層３３は、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔとその近傍に設けられ、固定層３３よりもカーボンナノチューブ３１の根本側の領域にコーティング３４が設けられている。カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔにはコーティング３４がされておらず、接着層３７の内部で、一定の長さにわたってヒートスプレッダ４０と接触している。   The sheet-like structure 30 has an adhesive layer 37 and a fixed layer 33 formed on the surface of the adhesive layer 37 opposite to the heat spreader 40 on the surface to be bonded to the heat spreader 40. The fixed layer 33 is formed of a material having a good thermal conductivity like the coating 34. The adhesive layer 37 and the fixed layer 33 are provided at the growth end 31 t of the carbon nanotube 31 and in the vicinity thereof, and the coating 34 is provided in a region closer to the root of the carbon nanotube 31 than the fixed layer 33. A coating 34 is not applied to the growth end 31 t of the carbon nanotube 31, and is in contact with the heat spreader 40 over a certain length inside the adhesive layer 37.

シート状構造体３０の発熱体２０と接合される面に接着層は設けられておらず、被覆カーボンナノチューブ３５の撓み性を利用して、発熱体２０との接触が維持されている。各被覆カーボンナノチューブ３５は、コーティング３４の厚さに応じた強度と撓み性を有する。コーティング３４の厚さを大きくすることで強度は高くなるが、撓み性が小さくなる。ヒートサイクル時の発熱体２０と基板１１の変形の度合、発熱体２０のサイズ、シート状構造体３０の厚さなどに応じて、強度と撓み性が最適となる厚さにコーティングの膜厚を制御することができる。   The adhesive layer is not provided on the surface of the sheet-like structure 30 to be joined to the heating element 20, and the contact with the heating element 20 is maintained by utilizing the flexibility of the coated carbon nanotube 35. Each coated carbon nanotube 35 has strength and flexibility according to the thickness of the coating 34. Increasing the thickness of the coating 34 increases the strength but decreases the flexibility. Depending on the degree of deformation of the heating element 20 and the substrate 11 during the heat cycle, the size of the heating element 20, the thickness of the sheet-like structure 30, etc., the coating thickness is set to a thickness that optimizes the strength and flexibility Can be controlled.

被覆カーボンナノチューブ３５には樹脂層等による拘束がなく、成長端３１ｔの近傍だけが固定層３３で固定されているので、動きの自由度が高い。発熱体２０と接触する側はカーボンナノチューブ３１の成長の根本側なので、長さが揃っている。これらの特性により、発熱体２０や基板１１が熱変形してシート状構造体３０に厚さ方向の力がかかる場合でも、被覆カーボンナノチューブ３５の根本が発熱体２０の表面に追従して摺動し、熱的な接触を維持することができる。   Since the coated carbon nanotube 35 is not restricted by a resin layer or the like and only the vicinity of the growth end 31t is fixed by the fixed layer 33, the degree of freedom of movement is high. Since the side in contact with the heating element 20 is the fundamental side of the growth of the carbon nanotubes 31, the lengths are uniform. Due to these characteristics, even when the heating element 20 or the substrate 11 is thermally deformed and a force in the thickness direction is applied to the sheet-like structure 30, the base of the coated carbon nanotube 35 slides following the surface of the heating element 20. And maintain thermal contact.

また、シート状構造体３０のヒートスプレッダ４０側だけを接着固定することで、接着面に応力がかかりにくい構造となり、接着層３７の剥がれを防止することができる。   Further, by bonding and fixing only the heat spreader 40 side of the sheet-like structure 30, it becomes a structure in which stress is not easily applied to the bonding surface, and peeling of the bonding layer 37 can be prevented.

図３は、実施形態のシート状構造体３０を用いた別の例である電子機器２を示す。電子機器２は、基板１１上に、サイズの異なる発熱体２０Ａと２０Ｂを有する。近年、厚さや平面寸法の異なる半導体チップを基板１１上に配置する構造が要求されている。チップサイズや厚さが異なると、ヒートサイクル時の熱変形量も異なる。従来のＴＩＭでは、発熱体２０Ａ、２０Ｂの厚さを基準にしてＴＩＭの厚さを決定した場合でも、発熱体２０Ａ、２０Ｂの熱変形に応じてＴＩＭにかかるストレスが異なり、そのストレスバランスによってはＴＩＭの剥がれによる特性不良が起こり得る。   FIG. 3 shows an electronic device 2 that is another example using the sheet-like structure 30 of the embodiment. The electronic device 2 includes heating elements 20A and 20B having different sizes on the substrate 11. In recent years, there has been a demand for a structure in which semiconductor chips having different thicknesses and planar dimensions are arranged on a substrate 11. When the chip size and thickness are different, the amount of thermal deformation during the heat cycle is also different. In the conventional TIM, even when the thickness of the TIM is determined based on the thickness of the heating elements 20A and 20B, the stress applied to the TIM differs depending on the thermal deformation of the heating elements 20A and 20B. Characteristic defects may occur due to TIM peeling.

これに対し、図３の電子機器２では、発熱体２０Ａとヒートスプレッダ４０の間、及び発熱体２０Ｂとヒートスプレッダ４０の間にシート状構造体３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ配置されている。シート状構造体３０Ａ，３０Ｂは、図２を参照して説明したシート状構造体３０と同様の構成を有している。すなわち、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、熱伝導性材料のコーティングなしで接着層３７によりヒートスプレッダ４０に接合されている。接着層３７の成長端と反対側の面に固定層３３が配置されてカーボンナノチューブ３１の束を安定して保持している。固定層３３よりも根本側のカーボンナノチューブ３１に熱伝導性材料のコーティング３４が施され、一定の強度をもって自由に撓むことのできる被覆カーボンナノチューブ３５となっている。   In contrast, in the electronic device 2 of FIG. 3, the sheet-like structures 30 </ b> A and 30 </ b> B are disposed between the heating element 20 </ b> A and the heat spreader 40 and between the heating element 20 </ b> B and the heat spreader 40, respectively. The sheet-like structures 30A and 30B have the same configuration as the sheet-like structure 30 described with reference to FIG. That is, the growth end 31t of the carbon nanotube 31 is joined to the heat spreader 40 by the adhesive layer 37 without coating with a heat conductive material. The fixed layer 33 is disposed on the surface opposite to the growth end of the adhesive layer 37 to stably hold the bundle of carbon nanotubes 31. A coating 34 of a heat conductive material is applied to the carbon nanotubes 31 on the base side of the fixed layer 33 to form coated carbon nanotubes 35 that can be flexed freely with a certain strength.

シート状構造体３０Ａと３０Ｂにおいて、互いに独立して最適な撓み性が得られるように、コーティング３４の膜厚が決定されている。コーティング３４の膜厚を制御することで、発熱体２０Ａと２０Ｂの厚さや熱変形量が異なる場合でも、被覆カーボンナノチューブ３５の根本部分が発熱体２０Ａ、２０Ｂの表面に追従して接触が維持される。他方、コーティング３４が施されていないカーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、一定の長さにわたってヒートスプレッダ４０と接触した状態で接着層３７により固定されている。この構成で、ヒートサイクル時にも電子機器２の動作の信頼性を保つことができる。   In the sheet-like structures 30 </ b> A and 30 </ b> B, the film thickness of the coating 34 is determined so that optimum flexibility can be obtained independently of each other. By controlling the film thickness of the coating 34, even when the heating elements 20A and 20B have different thicknesses and thermal deformation amounts, the base portion of the coated carbon nanotube 35 follows the surface of the heating elements 20A and 20B to maintain contact. The On the other hand, the growth end 31t of the carbon nanotube 31 to which the coating 34 is not applied is fixed by the adhesive layer 37 in a state of being in contact with the heat spreader 40 over a certain length. With this configuration, the reliability of the operation of the electronic device 2 can be maintained even during a heat cycle.

図４と図５は、電子機器に組み込まれる前のシート状構造体５０の製造工程図である。図４（Ａ）で、カーボンナノチューブの形成土台として用いる基板５１を用意し、基板５１上にカーボンナノチューブ３１を成長する。カーボンナノチューブ３１は、単層カーボンナノチューブでも、多層カーボンナノチューブでもよい。カーボンナノチューブ３１の面密度は、放熱性と電気伝導性の観点から、１×１０10本／ｃｍ2以上であることが望ましい。カーボンナノチューブ１１の長さは、シート状構造体５０の用途によって決まり、特に限定されるものではないが、１００μｍ〜５００μｍ程度に設定することができる。 4 and 5 are manufacturing process diagrams of the sheet-like structure 50 before being incorporated into an electronic device. In FIG. 4A, a substrate 51 used as a carbon nanotube formation base is prepared, and the carbon nanotubes 31 are grown on the substrate 51. The carbon nanotube 31 may be a single-walled carbon nanotube or a multi-walled carbon nanotube. The surface density of the carbon nanotubes 31 is desirably 1 × 10 10 pieces / cm 2 or more from the viewpoints of heat dissipation and electrical conductivity. The length of the carbon nanotube 11 is determined depending on the use of the sheet-like structure 50 and is not particularly limited, but can be set to about 100 μm to 500 μm.

基板５１として、シリコン基板などの半導体基板、アルミナ（サファイア）基板、ＭｇＯ基板、ガラス基板などを用いることができる。あるいは、これらの基板上に薄膜が形成されたものであってもよく、一例としてシリコン基板上に膜厚３００ｎｍ程度のシリコン酸化膜が形成された基板を用いてもよい。   As the substrate 51, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, an alumina (sapphire) substrate, an MgO substrate, a glass substrate, or the like can be used. Alternatively, a thin film may be formed on these substrates. For example, a substrate in which a silicon oxide film having a thickness of about 300 nm is formed on a silicon substrate may be used.

基板５１はカーボンナノチューブ３１の形成後に剥離される。この目的のもと、基板５１として、カーボンナノチューブ３１の成長温度で変質しないこと、少なくともカーボンナノチューブ３１に接する面がカーボンナノチューブ３１から容易に剥離できる材料またはカーボンナノチューブ３１に対して選択的にエッチングできる材料で構成されていることが望ましい。   The substrate 51 is peeled after the carbon nanotubes 31 are formed. For this purpose, the substrate 51 does not change in quality at the growth temperature of the carbon nanotubes 31, and at least the surface in contact with the carbon nanotubes 31 can be selectively etched with respect to the material or the carbon nanotubes 31 that can be easily separated from the carbon nanotubes 31. It is desirable to be made of a material.

カーボンナノチューブ３１を形成するために、基板５１に図示しない触媒層、たとえば厚さ２．５ｎｍのＦｅ（鉄）膜をスパッタ法により形成する。このとき、カーボンナノチューブ１１の用途に応じて触媒金属膜の配置パターンを決定する。触媒金属としてはＦｅのほか、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｐｔ（白金）又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金を用いてもよい。触媒金属膜に替えて、微分型静電分級器（differential mobility analyzer；ＤＭＡ）等を用いて、あらかじめサイズを制御して作製した金属微粒子を用いてもよい。この場合の金属種は薄膜と同様のものでよい。触媒金属膜の下地膜として、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｖ（バナジウム）、ＴａＮ（窒化タンタル）、ＴｉＳｉｘ（チタンシリサイド）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＴｉＯｘ（酸化チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）よりなる膜又はこれらのうち少なくとも一の材料を含む合金からなる膜を形成してもよい。例えば、Ｆｅ（２．５ｎｍ）／Ａｌ（１０ｎｍ）の積層構造、Ｃｏ（２．６ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）の積層構造等を適用することができる。金属微粒子を用いる場合は、例えばＣｏ（平均粒径３．８ｎｍ）／ＴｉＮ（５ｎｍ）の積層構造を適用することができる。 In order to form the carbon nanotubes 31, a catalyst layer (not shown), for example, an Fe (iron) film having a thickness of 2.5 nm is formed on the substrate 51 by sputtering. At this time, the arrangement pattern of the catalytic metal film is determined according to the use of the carbon nanotubes 11. As the catalyst metal, in addition to Fe, Co (cobalt), Ni (nickel), Au (gold), Ag (silver), Pt (platinum), or an alloy containing at least one of these materials may be used. Instead of the catalytic metal film, fine metal particles produced by controlling the size in advance using a differential mobility analyzer (DMA) or the like may be used. The metal species in this case may be the same as that of the thin film. As a base film of the catalytic metal film, Mo (molybdenum), Ti (titanium), Hf (hafnium), Zr (zirconium), Nb (niobium), V (vanadium), TaN (tantalum nitride), TiSi x (titanium silicide) , Al (aluminum), Al 2 O 3 (aluminum oxide), TiO x (titanium oxide), Ta (tantalum), W (tungsten), Cu (copper), Au (gold), Pt (platinum), Pd (palladium) ), A film made of TiN (titanium nitride) or a film made of an alloy containing at least one of these materials may be formed. For example, a stacked structure of Fe (2.5 nm) / Al (10 nm), a stacked structure of Co (2.6 nm) / TiN (5 nm), and the like can be applied. When metal fine particles are used, for example, a laminated structure of Co (average particle diameter 3.8 nm) / TiN (5 nm) can be applied.

触媒金属膜を触媒として、基板５１上に、たとえばホットフィラメントＣＶＤ法によりカーボンナノチューブ３１を成長する。カーボンナノチューブ３１の成長条件は、たとえば原料ガスとしてアセチレン・アルゴンの混合ガス（分圧比１：９）を用い、成膜室内の総ガス圧を１ｋＰａ、ホットフィラメント温度を１０００℃、成長時間を２０分とする。これにより、層数が３〜６層（平均４層程度）、直径が４〜８ｎｍ（平均６ｎｍ）、長さが８０μｍ（成長レート：４μｍ／ｍｉｎ）の多層カーボンナノチューブ３１を成長することができる。この成長条件で形成したカーボンナノチューブ３１の面密度は、１×１０１１本／ｃｍ２程度である。 Using the catalytic metal film as a catalyst, the carbon nanotubes 31 are grown on the substrate 51 by, for example, a hot filament CVD method. The growth conditions of the carbon nanotube 31 are, for example, a mixed gas of acetylene and argon (partial pressure ratio 1: 9) as a source gas, the total gas pressure in the film forming chamber is 1 kPa, the hot filament temperature is 1000 ° C., and the growth time is 20 minutes. And As a result, it is possible to grow the multi-walled carbon nanotube 31 having 3 to 6 layers (average of about 4 layers), a diameter of 4 to 8 nm (average of 6 nm), and a length of 80 μm (growth rate: 4 μm / min). . The surface density of the carbon nanotubes 31 formed under these growth conditions is about 1 × 10 11 pieces / cm 2 .

カーボンナノチューブ３１は、熱ＣＶＤ法やリモートプラズマＣＶＤ法などの他の成膜方法により形成してもよい。また、成長するカーボンナノチューブ３１は、単層カーボンナノチューブでもよい。また、炭素原料としては、アセチレンのほか、メタン、エチレン等の炭化水素類や、エタノール、メタノール等のアルコール類などを用いてもよい。いずれの場合も、基板５１の触媒金属膜が形成された領域上に、基板５１の表面に対して垂直配向した複数のカーボンナノチューブ３１を形成することができる。成長のメカニズム上、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔが横方向、すなわち基板５１の表面と水平な面内方向に混ざり合っているものが多い。   The carbon nanotubes 31 may be formed by other film forming methods such as a thermal CVD method and a remote plasma CVD method. The growing carbon nanotubes 31 may be single-walled carbon nanotubes. Moreover, as a carbon raw material, you may use hydrocarbons, such as methane and ethylene other than acetylene, alcohols, such as ethanol and methanol. In any case, a plurality of carbon nanotubes 31 that are vertically oriented with respect to the surface of the substrate 51 can be formed on the region of the substrate 51 where the catalytic metal film is formed. In many growth mechanisms, the growth end 31 t of the carbon nanotube 31 is mixed in the horizontal direction, that is, in the in-plane direction horizontal to the surface of the substrate 51.

図４（Ｂ）で、カーボンナノチューブ３１の成長端側の一定の長さにわたって樹脂層３２を形成する。たとえば、成長したカーボンナノチューブ３１の成長端に、トータルの厚さがカーボンナノチューブ３１の長さの１／４〜１／６程度、好ましくは１／５程度の熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂シートを配置し、ベーク炉で融点温度で加熱してカーボンナノチューブ３１の隙間に含浸させて樹脂層３２を形成する。樹脂層３２の厚さは、樹脂層３２から露出するカーボンナノチューブ３１が応力を受けて撓むことのできる長さであればよい。   In FIG. 4B, the resin layer 32 is formed over a certain length on the growth end side of the carbon nanotube 31. For example, a thermoplastic resin and a thermosetting resin sheet having a total thickness of about 1/4 to 1/6, preferably about 1/5 of the length of the carbon nanotube 31 are formed at the growth end of the grown carbon nanotube 31. The resin layer 32 is formed by placing and impregnating the gap between the carbon nanotubes 31 by heating at a melting point temperature in a baking furnace. The thickness of the resin layer 32 may be a length that allows the carbon nanotubes 31 exposed from the resin layer 32 to be bent under stress.

図５（Ａ）で、樹脂層３２を含浸させたカーボンナノチューブ３１を基板５１から剥離する。   In FIG. 5A, the carbon nanotubes 31 impregnated with the resin layer 32 are peeled from the substrate 51.

図５（Ｂ）で、カーボンナノチューブ３１の根本側から、ＡＬＤ法を用いてカーボンナノチューブ３１及び樹脂層３２の表面を熱伝導性の材料で被覆する。便宜上、ＡＬＤ法で形成される皮膜のうち、カーボンナノチューブ３１を覆う層を「コーティング３４」、樹脂層３２の表面に形成される層を「固定層３３」とする。   In FIG. 5B, the surfaces of the carbon nanotubes 31 and the resin layer 32 are covered with a thermally conductive material from the base side of the carbon nanotubes 31 using the ALD method. For convenience, in the film formed by the ALD method, the layer covering the carbon nanotubes 31 is referred to as “coating 34”, and the layer formed on the surface of the resin layer 32 is referred to as “fixed layer 33”.

ＡＬＤ被膜の材料は、カーボンナノチューブ３１の熱伝導率と同等または近似する熱伝導率を有し、ＡＬＤ法を適用することのできる材料であれば、特に限定されない。たとえば、金属や金属酸化物を用いることができる。金属酸化物を用いる場合は、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯＸ）、ハフニウム酸化物（ＲｕＯＸ）、鉄酸化物（ＦｅＯＸ）、インジウム酸化物（ＩｎＯＸ）、ランタン酸化物（ＬａＯＸ）、モリブデン酸化物（ＭｏＯＸ）、ニオブ酸化物（ＮｂＯＸ）、ニッケル酸化物（ＮｉＯ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯＸ）、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、バナジウム酸化物（ＶＯＸ）、タングステン酸化物（ＷＯＸ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯＸ）等を用いることができる。ＡＬＤ被膜の材料として金属を用いる場合は、例えば、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、ランタン（Ｌａ）等を用いることができる。 The material of the ALD film is not particularly limited as long as it has a thermal conductivity equal to or close to the thermal conductivity of the carbon nanotube 31 and can apply the ALD method. For example, a metal or a metal oxide can be used. In the case of using a metal oxide, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO X ), hafnium oxide (RuO X ), iron oxide (FeO X ), indium oxide (InO X ), lanthanum oxide (LaO X ), molybdenum oxide (MoO X ), niobium oxide (NbO X ), nickel oxide (NiO), ruthenium oxide (RuO X ), silicon oxide (SiO 2) 2 ), vanadium oxide (VO X ), tungsten oxide (WO X ), yttrium oxide (YO X ), zirconium oxide (ZrO X ), or the like can be used. When a metal is used as the material of the ALD film, for example, copper (Cu), ruthenium (Ru), platinum (Pt), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), silver ( Ag), lanthanum (La), or the like can be used.

ＡＬＤ被膜をアルミニウム酸化物で形成する場合は、原料ガスとしてトリメチルアルミニウム（Al(CH3)3）と水（H2O）を用い、成膜温度を８０℃以上とする。被膜１２を酸化亜鉛で形成する場合は、原料ガスとしてジエチル亜鉛（Zn(C2H5)2）と水（H2O）を用い、成膜温度を８０℃以上とする。被膜１２の膜厚は特に限定されないが、カーボンナノチューブ１１の弾性を向上する観点から１ｎｍ〜２０ｎｍ程度とするのが望ましい。 When the ALD film is formed of aluminum oxide, trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 ) and water (H 2 O) are used as source gases, and the film formation temperature is set to 80 ° C. or higher. When the coating 12 is formed of zinc oxide, diethyl zinc (Zn (C 2 H 5 ) 2 ) and water (H 2 O) are used as source gases, and the film forming temperature is set to 80 ° C. or higher. The film thickness of the coating 12 is not particularly limited, but is preferably about 1 nm to 20 nm from the viewpoint of improving the elasticity of the carbon nanotubes 11.

固定層３３は、樹脂層３２が被覆カーボンナノチューブ３５側に流れ込むのを防止し、
複数の被覆カーボンナノチューブ３５が面内方向でつながることを可能にする。カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、ＡＬＤ被膜で覆われていない状態で樹脂層３２内にある。 The fixed layer 33 prevents the resin layer 32 from flowing into the coated carbon nanotube 35 side,
A plurality of coated carbon nanotubes 35 can be connected in the in-plane direction. The growth end 31t of the carbon nanotube 31 is in the resin layer 32 without being covered with the ALD film.

図５（Ｃ）で、余分な樹脂層３２をカットしてシート状構造体５０が得られる。   In FIG. 5C, the excess resin layer 32 is cut, and the sheet-like structure 50 is obtained.

図６〜図８は、図５（Ｃ）のシート状構造体を用いた電子機器のアセンブリ工程図である。図６で、シート状構造体５０をヒートスプレッダ４０の所定の位置に配置する。ヒートスプレッダ４０のシート状構造体５０を受け取る面には、溝４１が形成されている。溝４１は必須ではないが、次工程で溶融する樹脂層３２が被覆カーボンナノチューブ３５側に流れるのを防止するための樹脂逃げの溝４１として用いると有用である。   6 to 8 are assembly process diagrams of an electronic device using the sheet-like structure of FIG. In FIG. 6, the sheet-like structure 50 is disposed at a predetermined position of the heat spreader 40. A groove 41 is formed on the surface of the heat spreader 40 that receives the sheet-like structure 50. The groove 41 is not essential, but it is useful to use it as a resin escape groove 41 for preventing the resin layer 32 melted in the next step from flowing to the coated carbon nanotube 35 side.

この状態では、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは、まだヒートスプレッダ４０に接触していない。   In this state, the growth end 31 t of the carbon nanotube 31 has not yet contacted the heat spreader 40.

図７（Ａ）で、シート状構造体５０の根本側にシリコン基板などのスペーサ６０を配置し、シート状構造体５０を配置したヒートスプレッダ４０を加熱プレス機Ｐに搭載する。   In FIG. 7A, a spacer 60 such as a silicon substrate is disposed on the base side of the sheet-like structure 50, and the heat spreader 40 in which the sheet-like structure 50 is arranged is mounted on the heating press P.

図７（Ｂ）で、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔがヒートスプレッダ４０に接触するように、加熱プレス機Ｐを駆動してシート状構造体５０をヒートスプレッダに取り付ける。加熱・加圧時の温度は、樹脂層３２の融点温度、圧力は、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔがヒートスプレッダ４０と接触できる圧力である。この加熱・加圧により樹脂層３２が溶融してその一部が溝４１内に流れ込み、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔが面内方向に曲がってヒートスプレッダ４０と接触する。   In FIG. 7B, the heating press P is driven so that the growth end 31t of the carbon nanotube 31 contacts the heat spreader 40, and the sheet-like structure 50 is attached to the heat spreader. The temperature at the time of heating and pressurization is the melting point temperature of the resin layer 32, and the pressure is a pressure at which the growth end 31 t of the carbon nanotube 31 can come into contact with the heat spreader 40. By this heating and pressurization, the resin layer 32 is melted and a part thereof flows into the groove 41, and the growth end 31 t of the carbon nanotube 31 is bent in the in-plane direction and comes into contact with the heat spreader 40.

図８（Ａ）で、加熱・加圧を終了して、室温で冷却してシート状構造体３０が作り込まれたヒートスプレッダ４０が得られる。この段階で、樹脂層３２は硬化して、接着層３７となっている。   In FIG. 8A, the heat spreader 40 in which the sheet-like structure 30 is formed is obtained by finishing heating and pressurization and cooling at room temperature. At this stage, the resin layer 32 is cured to become the adhesive layer 37.

図８（Ｂ）で、ヒートスプレッダ４０に作り込まれたシート状構造体３０を、発熱体２０の上にセットして、電子機器１が完成する。被覆カーボンナノチューブ３５の根本側は発熱体２０の表面と接触し、カーボンナノチューブ３１の成長端３１ｔは接着層３７と固定層３３で固定された状態でヒートスプレッダ４０と接触している。   In FIG. 8B, the sheet-like structure 30 built in the heat spreader 40 is set on the heating element 20 to complete the electronic device 1. The base side of the coated carbon nanotube 35 is in contact with the surface of the heating element 20, and the growth end 31 t of the carbon nanotube 31 is in contact with the heat spreader 40 while being fixed by the adhesive layer 37 and the fixed layer 33.

図９は、実施形態の構成と製造方法の効果を説明するための図である。上記の方法で作製された電子機器は、製品動作時に温度が上昇しても、膜厚制御された被覆カーボンナノチューブ３５の撓み性により、被覆カーボンナノチューブ３５の根本が発熱体２０の表面に追従して接触を維持する。ヒートサイクル時の熱変形に対して、被覆カーボンナノチューブ３５自体の弾性でコンタクトロスを抑制し、かつ接着層３７にかかるストレスを抑制することができる。   FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the embodiment and the effects of the manufacturing method. In the electronic device manufactured by the above method, even if the temperature rises during product operation, the base of the coated carbon nanotube 35 follows the surface of the heating element 20 due to the flexibility of the coated carbon nanotube 35 whose film thickness is controlled. Maintain contact. With respect to thermal deformation during the heat cycle, contact loss can be suppressed by the elasticity of the coated carbon nanotube 35 itself, and stress applied to the adhesive layer 37 can be suppressed.

なお、カーボンナノチューブに替えて、カーボンナノロッド、カーボンナノワイヤ等の線状構造体を用いても同様の効果を得ることができる。   In addition, it can replace with a carbon nanotube, and the same effect can be acquired even if it uses linear structures, such as a carbon nanorod and a carbon nanowire.

以下の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
電子部品と、
放熱体と、
前記電子部品と前記放熱体の間に配置されるシート状構造体と、
を有し、
前記シート状構造体は、
前記シート状構造体の面内方向に対して垂直な方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記線状構造体の成長端が埋め込まれ、前記シート状構造体を前記放熱体に対して接合する接着層と、
前記接着層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積された被膜と、
前記接着層の前記放熱体との接合面と反対側の面に形成されて、前記線状構造体を前記面内方向に結合する固定層と、
を有し、
前記線状構造体の前記成長端が前記放熱体と接触しており、
前記被膜が施された前記線状構造体の根本が前記電子部品と接触している、
ことを特徴とする電子機器。
（付記２）
前記電子部品は、厚さの異なる複数の半導体素子を含み、
各前記半導体素子と前記放熱体との間に、個別の前記シート状構造体が配置されていることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記３）
前記被膜と前記固定層は同じ熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記４）
前記線状構造体は、前記成長端から、前記線状構造体の長さの１／４〜１／６の部分が前記樹脂層に埋め込まれていることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記５）
前記放熱体は前記電子部品と対向する面に溝を有し、
前記接着層の一部が前記溝内にあることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記６）
前記被膜がなされた前記線状構造体は、前記電子部品の動作状態に応じて撓み可能であることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
（付記７）
第１の方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記の線状構造体の成長端が埋め込まれている樹脂層と、
前記樹脂層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積による被膜と、
前記樹脂層の前記成長端から離れる側の面に形成されて、前記線状構造体を前記第１の方向と直交する第２の方向に結合する固定層と、
を有することを特徴とするシート状構造体。
（付記８）
前記被膜と前記固定層は同じ熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする付記７に記載のシート状構造体。
（付記９）
前記線状構造体は、前記成長端から、前記線状構造体の長さの１／４〜１／６の部分が前記樹脂層に埋め込まれていることを特徴とする付記７に記載のシート状構造体。
（付記１０）
基板上に複数の炭素元素の線状構造体を成長し、
前記線状構造体の成長端に樹脂層を形成し、
前記線状構造体を前記基板から剥離して、原子層堆積法により前記樹脂層から突出する前記線状構造体の根本側から各前記線状構造体に被膜(34)を形成すると同時に、前記樹脂層の表面に前記線状構造体を前記樹脂層の面内方向に結合する固定層を形成する、
ことを特徴とするシート状構造体の製造方法。
（付記１１）
前記線状構造体を覆う前記被膜の膜厚を調整することによって前記被膜が施された前記線状構造体の撓み性を制御する、
ことを特徴とする付記１０に記載のシート状構造体の製造方法。
（付記１２）
付記７に記載のシート状構造体を準備し、
前記シート状構造体を、前記樹脂層が放熱体の側を向くようにして前記放熱体上に配置し、
前記加熱加圧により、前記線状構造体の前記成長端を前記放熱体に接触させて前記シート状構造体を前記放熱体に接合し、
前記放熱体に接着された前記シート状構造体を電子部品上に配置して、前記線状構造体の根本を前記電子部品に接触させる、
ことを特徴とする電子機器の組み立て方法。
（付記１３）
前記加熱加圧により前記樹脂層を溶融し、溶融した樹脂の一部を前記放熱体に形成された溝に逃がすことを特徴とする付記１２に記載の電子機器の組み立て方法。 The following notes are presented for the following explanation.
(Appendix 1)
Electronic components,
A radiator,
A sheet-like structure disposed between the electronic component and the radiator;
Have
The sheet-like structure is
A plurality of carbon element linear structures extending in a direction perpendicular to the in-plane direction of the sheet-like structure;
An adhesive layer in which a growth end of the linear structure is embedded, and the sheet-like structure is bonded to the radiator;
An atomic layer deposited film covering the surface of each linear structure projecting from the adhesive layer;
A fixing layer that is formed on a surface opposite to the bonding surface of the adhesive layer with the heat dissipating body, and bonds the linear structure in the in-plane direction;
Have
The growth end of the linear structure is in contact with the heat dissipation body;
The base of the linear structure to which the coating is applied is in contact with the electronic component,
An electronic device characterized by that.
(Appendix 2)
The electronic component includes a plurality of semiconductor elements having different thicknesses,
The electronic device according to appendix 1, wherein the individual sheet-like structure is disposed between each of the semiconductor elements and the radiator.
(Appendix 3)
The electronic device according to appendix 1, wherein the coating and the fixed layer are formed of the same thermally conductive material.
(Appendix 4)
The electron according to appendix 1, wherein the linear structure is embedded in the resin layer at a portion of ¼ to ６ of the length of the linear structure from the growth end. machine.
(Appendix 5)
The radiator has a groove on a surface facing the electronic component,
The electronic apparatus according to appendix 1, wherein a part of the adhesive layer is in the groove.
(Appendix 6)
2. The electronic apparatus according to appendix 1, wherein the linear structure having the coating film can be bent in accordance with an operating state of the electronic component.
(Appendix 7)
A plurality of carbon element linear structures extending in the first direction;
A resin layer in which the growth end of the linear structure is embedded;
A film by atomic layer deposition covering the surface of each linear structure projecting from the resin layer;
A fixed layer formed on a surface of the resin layer on a side away from the growth end and coupling the linear structure in a second direction orthogonal to the first direction;
The sheet-like structure characterized by having.
(Appendix 8)
The sheet-like structure according to appendix 7, wherein the coating and the fixed layer are formed of the same heat conductive material.
(Appendix 9)
The sheet according to appendix 7, wherein the linear structure body is embedded in the resin layer from 1/4 to 1/6 of the length of the linear structure body from the growth end. Structure.
(Appendix 10)
Growing a linear structure of a plurality of carbon elements on a substrate,
Forming a resin layer at the growth end of the linear structure;
The linear structure is peeled from the substrate, and a film (34) is formed on each linear structure from the base side of the linear structure protruding from the resin layer by an atomic layer deposition method. Forming a fixed layer on the surface of the resin layer for bonding the linear structure in the in-plane direction of the resin layer;
The manufacturing method of the sheet-like structure characterized by the above-mentioned.
(Appendix 11)
Controlling the flexibility of the linear structure to which the coating has been applied by adjusting the film thickness of the coating covering the linear structure;
The manufacturing method of the sheet-like structure according to Supplementary Note 10, characterized in that.
(Appendix 12)
Prepare the sheet-like structure according to appendix 7,
The sheet-like structure is disposed on the heat radiating body so that the resin layer faces the heat radiating body,
By the heating and pressing, the growth end of the linear structure is brought into contact with the heat radiating body to join the sheet-like structure to the heat radiating body,
The sheet-like structure bonded to the heat dissipating body is disposed on an electronic component, and the root of the linear structure is brought into contact with the electronic component.
A method for assembling an electronic device.
(Appendix 13)
13. The electronic device assembling method according to appendix 12, wherein the resin layer is melted by the heat and pressure, and a part of the melted resin is released into a groove formed in the heat radiator.

１、２ 電子機器
２０ 発熱体（電子部品）
３０、５０ シート状構造体
３１ カーボンナノチューブ
３１ｔ 成長端
３２ 樹脂層
３３ 固定層
３４ 熱伝導性材料のコーティング（被膜）
３５ 被覆カーボンナノチューブ
３７ 接着層 1, 2 Electronic equipment 20 Heating element (electronic component)
30, 50 Sheet-like structure 31 Carbon nanotube 31t Growth edge 32 Resin layer 33 Fixed layer 34 Coating (film) of thermally conductive material
35 Coated carbon nanotube 37 Adhesive layer

Claims (9)

電子部品と、
放熱体と、
前記電子部品と前記放熱体の間に配置されるシート状構造体と、
を有し、
前記シート状構造体は、
前記シート状構造体の面内方向に対して垂直な方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記線状構造体の成長端が埋め込まれ、前記シート状構造体を前記放熱体に対して接合する接着層と、
前記接着層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積された被膜と、
前記接着層の前記放熱体との接合面と反対側の面に形成されて、前記線状構造体を前記面内方向に結合する固定層と、
を有し、
前記線状構造体の前記成長端が前記放熱体と接触しており、
前記被膜が施された前記線状構造体の根本が前記電子部品と接触している、
ことを特徴とする電子機器。 And electronic components,
A radiator,
A sheet-like structure disposed between the electronic component and the radiator;
Have
The sheet-like structure is
A plurality of carbon element linear structures extending in a direction perpendicular to the in-plane direction of the sheet-like structure;
An adhesive layer in which a growth end of the linear structure is embedded, and the sheet-like structure is bonded to the radiator;
An atomic layer deposited film covering the surface of each linear structure projecting from the adhesive layer;
A fixing layer that is formed on a surface opposite to the bonding surface of the adhesive layer with the heat dissipating body, and bonds the linear structure in the in-plane direction;
Have
The growth end of the linear structure is in contact with the heat dissipation body;
The base of the linear structure to which the coating is applied is in contact with the electronic component,
An electronic device characterized by that. 前記電子部品は、厚さの異なる複数の半導体素子を含み、
各前記半導体素子と前記放熱体との間に、個別の前記シート状構造体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。 The electronic component includes a plurality of semiconductor elements having different thicknesses,
The electronic device according to claim 1, wherein the individual sheet-like structure is disposed between each of the semiconductor elements and the heat radiator. 第１の方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記の線状構造体の成長端が埋め込まれている樹脂層と、
前記樹脂層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積による被膜と、
前記樹脂層の前記成長端から離れる側の面に形成されて、前記線状構造体を前記第１の方向と直交する第２の方向に結合する固定層と、
を有し、前記線状構造体は、前記成長端から、前記線状構造体の長さの１／４〜１／６の部分が前記樹脂層に埋め込まれていることを特徴とするシート状構造体。 A plurality of carbon element linear structures extending in the first direction;
A resin layer in which the growth end of the linear structure is embedded;
A film by atomic layer deposition covering the surface of each linear structure projecting from the resin layer;
A fixed layer formed on a surface of the resin layer on a side away from the growth end and coupling the linear structure in a second direction orthogonal to the first direction;
Have a, the linear structure, wherein the growing end, sheet-like 1 / 4-1 / 6 portion of the length of the linear structure, characterized in that embedded in the resin layer Structure. 第１の方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、
前記の線状構造体の成長端が埋め込まれている樹脂層と、
前記樹脂層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積による被膜と、
前記樹脂層の前記成長端から離れる側の面に形成されて、前記線状構造体を前記第１の方向と直交する第２の方向に結合する固定層と、
を有し、
前記樹脂層に埋め込まれた前記成長端は前記被膜に覆われておらず、前記樹脂層から突出する前記線状構造体は前記被膜の厚さに応じた撓み性を有することを特徴とするシート状構造体。 A plurality of carbon element linear structures extending in the first direction;
A resin layer in which the growth end of the linear structure is embedded;
A film by atomic layer deposition covering the surface of each linear structure projecting from the resin layer;
A fixed layer formed on a surface of the resin layer on a side away from the growth end and coupling the linear structure in a second direction orthogonal to the first direction;
Have
The resin layer embedded in the growing end is not covered with the coating, the wire-like structures protruding from the resin layer characterized as having a flexibility in accordance with the thickness of the coating sheet over door-like structure. 基板上に複数の炭素元素の線状構造体を成長し、
前記線状構造体の成長端に樹脂層を形成し、前記成長端から、前記線状構造体の長さの１／４〜１／６の部分を前記樹脂層に埋め込み、
前記線状構造体を前記基板から剥離して、原子層堆積法により前記樹脂層から突出する前記線状構造体の根本側から各前記線状構造体に被膜を形成すると同時に、前記樹脂層の表面に前記線状構造体を前記樹脂層の面内方向に結合する固定層を形成する、
ことを特徴とするシート状構造体の製造方法。 Growing a linear structure of a plurality of carbon elements on a substrate,
A resin layer is formed at the growth end of the linear structure, and from the growth end, a portion of 1/4 to 1/6 of the length of the linear structure is embedded in the resin layer,
The linear structure is peeled from the substrate, and a film is formed on each linear structure from the base side of the linear structure protruding from the resin layer by an atomic layer deposition method. Forming a fixed layer on the surface for bonding the linear structure in the in-plane direction of the resin layer;
The manufacturing method of the sheet-like structure characterized by the above-mentioned. 基板上に複数の炭素元素の線状構造体を成長し、Growing a linear structure of a plurality of carbon elements on a substrate,
前記線状構造体の成長端に樹脂層を形成し、  Forming a resin layer at the growth end of the linear structure;
前記線状構造体を前記基板から剥離した後に、原子層堆積法により、前記樹脂層から突出する被覆されていない前記線状構造体の根本側から各前記線状構造体に被膜を形成すると同時に、前記樹脂層の表面に前記線状構造体を前記樹脂層の面内方向に結合する固定層を形成する、  At the same time as forming a film on each linear structure from the base side of the uncoated linear structure protruding from the resin layer by atomic layer deposition after peeling the linear structure from the substrate Forming a fixed layer on the surface of the resin layer for bonding the linear structure in an in-plane direction of the resin layer;
ことを特徴とするシート状構造体の製造方法。The manufacturing method of the sheet-like structure characterized by the above-mentioned. 前記線状構造体を覆う前記被膜の膜厚を調整することによって前記被膜が施された前記線状構造体の撓み性を制御する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載のシート状構造体の製造方法。 Controlling the flexibility of the linear structure to which the coating has been applied by adjusting the film thickness of the coating covering the linear structure;
The manufacturing method of the sheet-like structure of Claim 5 or 6 characterized by the above-mentioned. 第１の方向に延びる複数の炭素元素の線状構造体と、前記の線状構造体の成長端が埋め込まれている樹脂層と、前記樹脂層から突出する各前記線状構造体の表面を覆う原子層堆積による被膜と、前記樹脂層の前記成長端から離れる側の面に形成されて、前記線状構造体を前記第１の方向と直交する第２の方向に結合する固定層と、を有するシート状構造体を準備し、
前記シート状構造体を、前記樹脂層が放熱体の側を向くようにして前記放熱体上に配置し、
加熱加圧により、前記線状構造体の前記成長端を前記放熱体に接触させて前記シート状構造体を前記放熱体に接合し、
前記放熱体に接着された前記シート状構造体を電子部品上に配置して、前記線状構造体の根本を前記電子部品に接触させる、
ことを特徴とする電子機器の組み立て方法。 A plurality of carbon element linear structures extending in a first direction; a resin layer in which a growth end of the linear structure is embedded; and a surface of each linear structure protruding from the resin layer. A film formed by depositing an atomic layer, and a fixed layer that is formed on a surface of the resin layer on a side away from the growth end and bonds the linear structure in a second direction orthogonal to the first direction; A sheet-like structure having
The sheet-like structure is disposed on the heat radiating body so that the resin layer faces the heat radiating body,
By applying heat under pressure, the growing end of the linear structure is brought into contact with the radiator by bonding the sheet-like structure to the radiator,
The sheet-like structure bonded to the heat dissipating body is disposed on an electronic component, and the root of the linear structure is brought into contact with the electronic component.
A method for assembling an electronic device. 前記加熱加圧により前記樹脂層を溶融し、溶融した樹脂の一部を前記放熱体に形成された溝に逃がすことを特徴とする請求項８に記載の電子機器の組み立て方法。 The method for assembling an electronic device according to claim 8 , wherein the resin layer is melted by the heat and pressure, and a part of the melted resin is released into a groove formed in the heat radiating body.
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