伝導性フィルムを調製するためのプロセスおよびそのプロセスを用いて調製した物品
自立型のフィルムは、ｉ）対向する表面を有するマトリクス層と、ｉｉ）ナノロッドのアレイであって、前記ナノロッドは前記マトリクス層を通過して、前記マトリクス層の一方または両方の表面に少なくとも１マイクロメートルの平均距離を突出するように配向されているナノロッドのアレイとを含む。この自立型のフィルムを調製する方法は、（ａ）基板上にナノロッドのアレイを提供する工程と、任意に（ｂ）犠牲的層をアレイに浸透させる工程と、（ｃ）マトリクス層を前記アレイに浸透させて、これにより浸透したアレイを生成する工程と、任意に（ｄ）工程（ｂ）が存在する場合、前記マトリクス層を取り除くことなく前記犠牲的層を取り除く工程と、（ｅ）前記浸透したアレイを前記基板から取り除いて自立型のフィルムを形成する工程とを含む。選択されるナノロッドの種類および密度に応じて、この自立型のフィルムは、光学フィルタ、ＡＣＦまたはＴＩＭとして有用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、米国特許法第１１９条第（ｅ）項に基づいて、２００７年２月２２日出願の米国仮特許出願第６０／９０２，８０４号の利益を主張する。米国仮特許出願第６０／９０２，８０４号は、参照により本願明細書に引用したものとする。
【０００２】
（連邦政府による資金援助に基づく研究開発に関する陳述）
なし。
【０００３】
ナノチューブを含む自立型のフィルムが、本願明細書に記載されるプロセスにより調製される。ナノチューブの種類に応じて、この自立型のフィルムは、光学フィルタとして、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）として、または、放熱材料（ＴＩＭ）として有用である。
【背景技術】
【０００４】
半導体、トランジスタ、集積回路（ＩＣ）、個別素子および当該技術分野で公知の他のものなどの電子回路構成要素は、通常の動作温度で、または通常の動作温度範囲内で動作するように設計されている。しかしながら、電子回路構成要素の動作は、熱を発生させる。充分な熱が取り除かれない場合、電子回路構成要素はその通常の動作温度を著しく越える温度で動作する。過度に高い温度は、電子回路構成要素の性能およびそれに関連するデバイスの動作に悪影響を与える可能性があり、平均故障間隔に悪影響を与える可能性がある。
【０００５】
これらの課題を回避するために、熱は、電子回路構成要素から熱管理補助機構（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｉｄ）（例えばヒートシンク）への熱伝導により除去することができる。その後ヒートシンクは、任意の好都合な手段（例えば対流または輻射技術）によって冷却され得る。熱伝導の間、熱は、電子回路構成要素とヒートシンクとの間の表層接触により、または電子回路構成要素およびヒートシンクのＴＩＭへの接触により電子回路構成要素からヒートシンクへ移ることができる。ＴＩＭの熱インピーダンスがより低いほど、電子回路構成要素からヒートシンクへの熱の流れは、より大きい。
【０００６】
電子回路構成要素およびヒートシンクの表面は、典型的には、完全に滑らかでなく、それゆえ表面間の完全な接触を成し遂げることは困難である。劣った熱伝導体である空気スペースが、表面間に現れ、インピーダンスを上昇させる。これらの空間は、表面の間にＴＩＭを嵌入することにより満たすことができる。製造業者がよりますます小型のデバイスを製造するにつれて、薄くて、電子構成要素から熱管理補助機構へ能率的に熱を移すために改良された熱伝導率を有するＴＩＭについての継続するニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マトリクスでランダムに分布するナノチューブを含む複合材料は、当該技術分野においてＴＩＭとしての使用されることが知られている。しかしながら、ナノチューブがランダムに分布される代わりに、アレイとして配置されるとき、そのアレイは改良された特性（例えば熱伝導率）を呈し得る。かかるアレイを含むＴＩＭを生成することは、困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの方法は、マトリクス層に突出するナノロッドを有する自立型のフィルムを製作するために有用である。この方法は、
（ａ）基板上にナノロッドのアレイを提供する工程と、
任意に（ｂ）犠牲的層をアレイに浸透させる工程と、
（ｃ）マトリクス層をアレイに浸透させて、これにより浸透したアレイを生成する工程と、
任意に（ｄ）工程（ｂ）が存在する場合、このマトリクス層を取り除くことなく犠牲的層を取り除く工程と、
（ｅ）浸透したアレイを基板から取り除いて自立型のフィルムを形成する工程であって、上記マトリクス層は対向する表面を有し、かつ上記ナノロッドはマトリクス層を通過して、マトリクス層の対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの距離を突出するように配向される工程と
を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１ａ】シリコンウエハ上のＭＷＮＴのアレイを示す図である。このアレイは、実施例１で使用される。
【図１ｂ】実施例１で調製された自立型のフィルムの断面を、ある倍率で示す図である。このフィルムは、マトリクスの表面に突出するＭＷＮＴのアレイを有するマトリクス層を含む。
【図１ｃ】実施例１で調製された自立型のフィルムの断面を、異なる倍率で示す図である。
【図１ｄ】実施例２で調製される自立型のフィルムの断面を示す図である。
【図２】本願明細書に記載される自立型のフィルムを含む電子デバイスの一部分の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（用語の定義および使用法）
すべての量、比率および割合（％）は、特に明記しない限り重量によるものである。本願の目的のために、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、各々１つ以上を指す。本願明細書中の式において、「Ｅｔ」はエチル基を表し、「Ｍｅ」はメチル基を表し、「Ｐｈ」はフェニル基を表し、「Ｖｉ」はビニル基を表す。「ＭＷＮＴ」は、多層カーボンナノチューブを意味する。「ＳＷＮＴ」は、単層カーボンナノチューブを意味する。「ＴＥＯＳ」は、テトラエトキシシランを意味する。
【００１１】
「ナノロッド」は、０．５マイクロメートル以下の幅および１０より大きい、あるいは１００より大きいアスペクト比を有する熱伝導性の構造体を意味する。ナノロッドは、中空ナノチューブでもよい。ナノロッドは、円筒形状でもよく、この場合、幅（直径）は０．５マイクロメートル以下である。あるいは、ナノロッドは、異なる形状を有することができる。用語ナノロッドは、単層カーボンナノチューブ、ＭＷＮＴおよび窒化ホウ素ナノチューブを含むが、これらに限定されない。
【００１２】
「ナノロッドのアレイ」は、存在する複数のナノロッドが、平面基板の表面と交差するある角度でかつ互いに平行に配向された相当な数のロッドと整列していることを意味する。ＭＷＮＴのアレイとしては、図１ａに示されているアレイが挙げられる。
【００１３】
「犠牲的層」は、マトリクス層を取り除かずに、かつマトリクスからナノロッドを取り除かずに選択的に除去することができるあらゆるフィルム形成材料を意味する。
【００１４】
（方法）
１つの方法は、マトリクス層に突出するナノロッドを有する自立型のフィルムを製作するために有用である。この方法は、
（ａ）平面基板上にナノロッドのアレイを提供する工程と、
任意に（ｂ）犠牲的層をアレイに浸透させる工程と、
（ｃ）マトリクス層をアレイに浸透させて、これにより浸透したアレイを生成する工程と、
任意に（ｄ）工程（ｂ）が存在する場合、このマトリクス層を取り除くことなく犠牲的層を取り除区工程と、
（ｅ）浸透したアレイを平面基板から取り除いて自立型のフィルムを形成する工程であって、上記マトリクス層は対向する表面を有し、かつ上記ナノロッドはマトリクス層を通過して、マトリクス層の対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの距離を突出するように配向される工程と
を含む。
【００１５】
このマトリクス層は、ナノロッドの中央にあってもよいし、なくてもよい。１つ以上のマトリクス層が、上記方法で浸透できる。第２のマトリクス層は、上記方法で種々の時期に加えることが可能である。例えば、工程（ｄ）が存在する場合、上記方法は、工程（ｄ）の前、その間またはその後に第２のマトリクス層をアレイに浸透させる工程を、任意にさらに含むことができる。この犠牲的層を取り除くことによって残ったスペースは、第２のマトリクス層によって浸透できる。
【００１６】
ナノロッドのアレイは、プラズマ化学気相成長プロセスによって準備することができる。ナノロッドのアレイは、任意に、工程（ａ）の前に黒鉛化工程に供されてもよい。理論に束縛されることを望まないが、カーボンナノチューブがアレイを形成するために使用される場合、この黒鉛化工程は、本願明細書に記載される方法により調製される自立型のフィルムの熱伝導率を高めると考えられる。平面基板上のナノロッドのアレイは、当該技術分野で周知であり、ナノラボ（ＮａｎｏＬａｂ）、０２４５８ マサチューセッツ州、ニュートン、チャペル通り５５から市販されている。
【００１７】
工程（ｂ）および（ｄ）は、マトリクス層の両方の対向する表面を越えて突出するナノチューブを有する自立型のフィルムを提供するために、上記方法に含まれてもよい。工程（ｂ）で使用される犠牲的層は、熱可塑性物質（例えば、高粘度非硬化性シリコーン流体またはシリコーンガム、フルオロシリコーン、光硬化性シリコーン（ｐｈｏｔｏ ｄｅｆｉｎａｂｌｅ ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、シリカまたはワックス）であってよい。工程（ｂ）は任意の好都合な手段によって実施さてよく、正確な手段は選択される犠牲的層の種類に依存する。例えば、犠牲的層がシリカである場合、犠牲的層はソルゲル溶液からシリカの層をコーティングすることにより形成することができる。
【００１８】
工程（ｂ）が存在する場合、工程（ｄ）が存在してもよい。工程（ｄ）は任意の好都合な手段によって実施することができ、正確な手段は選択される犠牲的層の種類に依存する。例えば、犠牲的層がワックスである場合、それは加熱によって取り除くことができる。犠牲的層がシリカであり、その犠牲的層がソルゲル溶液からシリカの層をコーティングすることにより形成される場合、工程（ｄ）はＨＦを含む溶液への暴露により実施される。工程（ｄ）および（ｅ）は、順次または並行して実施することができる。例えば、犠牲的層がシリカであり、工程（ｄ）がＨＦを含む溶液への暴露により実施される場合、工程（ｄ）および（ｅ）は並行して実施される。本方法は、任意にさらに、工程（ｅ）の後、（ｆ）自立型のフィルムを洗浄する工程を含むことができる。工程（ｆ）は、残余のＨＦまたは犠牲的層の残余の部分または両方を取り除くために使用することができる。
【００１９】
あるいは、工程（ｂ）は存在してもよく、工程（ｄ）は存在しなくてもよい。例えば、この方法は、工程（ｂ）で浸透されたワックスを有する自立型のフィルムを調製するために用いることができる。工程（ｄ）が存在しない場合、このワックスは自立型のフィルム中の相変化層として作用できる。
【００２０】
工程（ｃ）は任意の好都合な手段によって実施することができ、正確な手段は選択されるマトリクス層の種類に依存する。例えば、工程（ｃ）は、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティングおよび溶媒キャスト法からなる群から選択される方法により実施することができる。マトリクス層は、熱硬化性ポリマーを含むことができる。好適な熱硬化性ポリマーの例としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーンエラストマー、ウレタンエラストマー、アクリルエラストマーおよびそれらの組み合わせが挙げられる。シリコーンエラストマーがマトリクス層として用いられる場合、そのシリコーンエラストマーは、Ａ）１分子あたり平均少なくとも２つの脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサンと、Ｂ）１分子あたり平均少なくとも２つのケイ素に結合した水素原子を有する架橋剤と、Ｃ）ヒドロシリル化触媒とを含む組成物をアレイに浸透させ、そしてこの組成物を硬化させて工程（ｄ）または工程（ｅ）の前にシリコーンエラストマーを形成することにより調製することができる。
【００２１】
あるいは、マトリクス層は、熱可塑性ポリマーを含むことができる。好適な熱可塑性ポリマーの例としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエチレングリコール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド、シリコーンアミド共重合体、シリコーンポリエーテル、シリコーンポリエーテルイミド共重合体、シリコーンウレタン共重合体、シリコーン尿素およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００２２】
ナノロッドのアレイが比較的低い密度を有する場合、マトリクス層は、充填材を任意に含むことができる。充填材は、ナノロッドのアレイの中へのマトリクスの浸透を阻害しないほどに十分な小さい粒径を有しなければならない。充填材は、熱伝導性の充填材でもよい。好適な熱伝導性の充填材の例としては、銅、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、銀、アルミニウムおよびこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２３】
（自立型のフィルム）
上記のプロセスの生成物は、
ｉ）対向する表面を有するマトリクス層と、
ｉｉ）ナノロッドのアレイと
を含み、このナノロッドはマトリクス層を通過して、マトリクス層の一方または両方の表面で少なくとも１マイクロメートルの距離を突出するように配向されている自立型のフィルムである。
【００２４】
このアレイは、０．５体積％〜５０体積％の範囲のナノロッドの密度を有することができる。正確な密度は、アレイを提供するために使用される方法および自立型のフィルムの最終用途に依存する。例えば、ＡＣＦは、例えば０．１の体積％〜１０体積％のナノロッドという低い密度を有することができる。熱伝導性のナノロッドが使用される場合には、熱伝導率を改善するために、密度は５体積％〜５０体積％の範囲とすることができる。
【００２５】
本発明において使用されるナノロッドは、ナノチューブでもよい。選択されるナノロッドは、熱伝導性かつ電気絶縁性でもよい。好適なナノロッドの例としては、ＭＷＮＴおよび単層カーボンナノチューブが挙げられる。あるいは、選択されるナノロッドは、導電性かつ熱伝導性でもよい。好適なナノロッドの例としては、窒化ホウ素ナノチューブが挙げられる。
【００２６】
ナノロッドは、５〜５００マイクロメートルの範囲の平均高さを有することができる。ナノロッドは、マトリクス層を通過して、マトリクス層の対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの平均距離を突出するように、配向される。あるいは、ナノロッドは、マトリクス層の一方または両方の対向する表面に、１マイクロメートル〜０．８ミリメートルの範囲の平均距離を突出することができる。
【００２７】
（自立型のフィルムの使用）
この自立型のフィルムは、さまざまな応用で使用することが可能である。ナノチューブの種類に応じて、この自立型のフィルムは、光学フィルタとして、ＡＣＦとして、またはＴＩＭとして有用である。この自立型のフィルムがＴＩＭとして用いられる場合、この自立型のフィルムは、
ａ）熱を発生させる構成要素と、
ｂ）放熱材料と、
ｃ）熱管理補助機構と
を備え、放熱材料が、熱を発生させる構成要素の表面から熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って熱を発生させる構成要素と熱管理補助機構との間に配置され、放熱材料は上記の自立型のフィルムを含み、ナノロッドは熱を発生させる構成要素の表面および熱管理補助機構の表面に接触するデバイスで使用することができる。
【００２８】
図２は、電子デバイス２００の一部分の断面を示す。デバイス２００は、熱を発生させる構成要素（ＩＣチップとして示される）２０３、第１の放熱材料（ＴＩＭ１）２０６（上記のとおりのマトリクス層に突出するＭＷＮＴを有する自立型のフィルムである）、および熱管理補助機構（金属カバーとして示される）２０７を備える。ＴＩＭ１ ２０６は、熱を発生させる構成要素２０３の表面から熱管理補助機構２０７の表面まで延在する矢印２０８により表される熱通路に沿って、熱を発生させる構成要素２０３と熱管理補助機構２０７との間に配置される。デバイス２００が動作するとき、ナノチューブは伝熱を促進するために、熱を発生させる構成要素２０３の表面および熱管理補助機構２０７の表面と接触する。熱を発生させる構成要素２０３は、ダイ接着剤２０９を介して基板２０４に取り付けられる。基板２０４は、パッド２１０を介して基板２０４に対して取り付けられるはんだ球２０５を有する。第２のインタフェース材料（ＴＩＭ２）２０２は、熱管理補助機構２０７とヒートシンク２０１との間に配置される。デバイスが動作するとき、熱は矢印２０８により表される熱通路に沿って移動する。
【００２９】
この自立型のフィルムは、電子デバイスを製作する方法で用いることが可能である。この方法は、熱を発生させる構成要素と熱管理補助機構との間に放熱材料を配置する工程を含む。放熱材料は、熱を発生させる構成要素の表面から熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って配置される。放熱材料は、上記の自立型のフィルムを含み、ナノロッドは、熱を発生させる構成要素の表面および熱管理補助機構の表面に接触する。熱を発生させる構成要素は半導体ダイを含んでいてよく、熱管理補助機構はヒートシンクまたは熱分散部材を含むことができる。
【００３０】
デバイスは、上記の自立型のフィルムを含んで調製することができる。例えば、上記の自立型のフィルムは、本願明細書に記載されているインタフェース材料に加えて、またはそのインタフェース材料の代わりに、例えば米国特許第５，９１２，８０５号および同第６，０５４，１９８号に開示されるデバイスの放熱材料として、またはその放熱材料の中で使用することが可能である。
【実施例】
【００３１】
これらの実施例は、当業者に本発明を例示することを目的としており、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を制限するものと解釈されてはならない。
【００３２】
（実施例１：犠牲的層を用いずに調製した自立型のフィルム）
クロロホルム中に溶解させた２０重量％の硬化性シリコーンエラストマー組成物（ダウコーニング（ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ）（登録商標）シルガード（Ｓｙｌｇａｒｄ） １８４（米国、ミシガン州、ミッドランドのダウコーニング社（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている）を含む充分な量の溶液（０．５〜１ｍＬ）を、上にＭＷＮＴのアレイを有する２×２ｃｍのシリコンウエハの上に分注した。このＭＷＮＴは１８マイクロメートル±２マイクロメートルの平均高さ、０．１マイクロメートルの平均直径を有し、図１ａに示すように、ウェーハの表面の６〜１０面積％を覆う密度を有していた。このナノチューブのアレイは、穏やかな機械的な力によるウェーハからの剥離に適していた。
【００３３】
次に、このウェーハおよび溶液を、ケマットスピンコーター（Ｃｈｅｍａｔ Ｓｐｉｎ Ｃｏａｔｅｒ） ＫＷ−４Ａを使用して１０００回転／分で３０秒間、回転させた。回転した後に、ウェーハを１５分間静置させ、次いで１５０℃のオーブンに１時間置き、このシリコーンエラストマーマトリクス層を硬化させた。冷却後、このウェーハをＨＦおよび脱イオン水の３５体積％溶液に浸漬すると、１０分後に自立型のフィルムがウェーハから離れて浮いた。この自立型のフィルムを、異なる倍率で図１ｂおよび図１ｃに示す。自立型のフィルムを取り出し、洗浄工程に供して残留するＨＦ溶液を除去した。
【００３４】
（実施例２：犠牲的層を用いて調製した自立型のフィルム）
５％の固形分シリカを含むソルゲル溶液（ＴＥＯＳ／ＨＣｌ／エタノール／Ｈ2Ｏ）を含む充分な量の溶液を、２×２ｃｍのＭＷＮＴでコーティングしたシリコンウエハ基板上へ分注した。この溶液および基板を、ケマットスピンコーター ＫＷ−４Ａを使用して、２０００回転／分で３０秒間回転させた。ウェーハを３０分の周囲条件（２０℃、３５％相対湿度）で静置させ、次いで５０℃で３０分間、次いで１５０℃で１５分間加熱することによって硬化させた。次に、１１重量％のシリコーンポリエーテルイミド共重合体（ジェレスト（Ｇｅｌｅｓｔ） ＳＳＰ−０８５）のトルエン溶液の充分量を、ＭＷＮＴアレイ上に配置し、この溶液およびウェーハを１０００回転／分で３０秒間回転させた。このウェーハを室温で１５分間、次いで１００℃で１５分間静置し、トルエンを除去した。冷却後、ウェーハを、ＨＦおよび脱イオン水の３５体積％溶液に浸漬した。ほぼ２０分後に、図１ｄに示すような自立型のフィルムが、ウェーハから離れて浮いた。このフィルムを取り出し、洗浄工程に供して、残留するＨＦ溶液を除去した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本願明細書に記載される方法により調製される自立型のフィルムは、光学フィルタとして、ＡＣＦとして、または、ＴＩＭとして有用である。理論に束縛されることは望まないが、カーボンナノチューブ、特にＭＷＮＴがアレイで使用される場合、改良された熱伝導率が成し遂げられ得ると考えられる。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、米国特許法第１１９条第（ｅ）項に基づいて、２００７年２月２２日出願の米国仮特許出願第６０／９０２，８０４号の利益を主張する。米国仮特許出願第６０／９０２，８０４号は、参照により本願明細書に引用したものとする。
【０００２】
（連邦政府による資金援助に基づく研究開発に関する陳述）
なし。
【０００３】
ナノチューブを含む自立型のフィルムが、本願明細書に記載されるプロセスにより調製される。ナノチューブの種類に応じて、この自立型のフィルムは、光学フィルタとして、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）として、または、放熱材料（ＴＩＭ）として有用である。
【背景技術】
【０００４】
半導体、トランジスタ、集積回路（ＩＣ）、個別素子および当該技術分野で公知の他のものなどの電子回路構成要素は、通常の動作温度で、または通常の動作温度範囲内で動作するように設計されている。しかしながら、電子回路構成要素の動作は、熱を発生させる。充分な熱が取り除かれない場合、電子回路構成要素はその通常の動作温度を著しく越える温度で動作する。過度に高い温度は、電子回路構成要素の性能およびそれに関連するデバイスの動作に悪影響を与える可能性があり、平均故障間隔に悪影響を与える可能性がある。
【０００５】
これらの課題を回避するために、熱は、電子回路構成要素から熱管理補助機構（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｉｄ）（例えばヒートシンク）への熱伝導により除去することができる。その後ヒートシンクは、任意の好都合な手段（例えば対流または輻射技術）によって冷却され得る。熱伝導の間、熱は、電子回路構成要素とヒートシンクとの間の表層接触により、または電子回路構成要素およびヒートシンクのＴＩＭへの接触により電子回路構成要素からヒートシンクへ移ることができる。ＴＩＭの熱インピーダンスがより低いほど、電子回路構成要素からヒートシンクへの熱の流れは、より大きい。
【０００６】
電子回路構成要素およびヒートシンクの表面は、典型的には、完全に滑らかでなく、それゆえ表面間の完全な接触を成し遂げることは困難である。劣った熱伝導体である空気スペースが、表面間に現れ、インピーダンスを上昇させる。これらの空間は、表面の間にＴＩＭを嵌入することにより満たすことができる。製造業者がよりますます小型のデバイスを製造するにつれて、薄くて、電子構成要素から熱管理補助機構へ能率的に熱を移すために改良された熱伝導率を有するＴＩＭについての継続するニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
マトリクスでランダムに分布するナノチューブを含む複合材料は、当該技術分野においてＴＩＭとしての使用されることが知られている。しかしながら、ナノチューブがランダムに分布される代わりに、アレイとして配置されるとき、そのアレイは改良された特性（例えば熱伝導率）を呈し得る。かかるアレイを含むＴＩＭを生成することは、困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの方法は、マトリクス層に突出するナノロッドを有する自立型のフィルムを製作するために有用である。この方法は、
（ａ）基板上にナノロッドのアレイを提供する工程と、
任意に（ｂ）犠牲的層をアレイに浸透させる工程と、
（ｃ）マトリクス層をアレイに浸透させて、これにより浸透したアレイを生成する工程と、
任意に（ｄ）工程（ｂ）が存在する場合、このマトリクス層を取り除くことなく犠牲的層を取り除く工程と、
（ｅ）浸透したアレイを基板から取り除いて自立型のフィルムを形成する工程であって、上記マトリクス層は対向する表面を有し、かつ上記ナノロッドはマトリクス層を通過して、マトリクス層の対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの距離を突出するように配向される工程と
を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１ａ】シリコンウエハ上のＭＷＮＴのアレイを示す図である。このアレイは、実施例１で使用される。
【図１ｂ】実施例１で調製された自立型のフィルムの断面を、ある倍率で示す図である。このフィルムは、マトリクスの表面に突出するＭＷＮＴのアレイを有するマトリクス層を含む。
【図１ｃ】実施例１で調製された自立型のフィルムの断面を、異なる倍率で示す図である。
【図１ｄ】実施例２で調製される自立型のフィルムの断面を示す図である。
【図２】本願明細書に記載される自立型のフィルムを含む電子デバイスの一部分の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（用語の定義および使用法）
すべての量、比率および割合（％）は、特に明記しない限り重量によるものである。本願の目的のために、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、各々１つ以上を指す。本願明細書中の式において、「Ｅｔ」はエチル基を表し、「Ｍｅ」はメチル基を表し、「Ｐｈ」はフェニル基を表し、「Ｖｉ」はビニル基を表す。「ＭＷＮＴ」は、多層カーボンナノチューブを意味する。「ＳＷＮＴ」は、単層カーボンナノチューブを意味する。「ＴＥＯＳ」は、テトラエトキシシランを意味する。
【００１１】
「ナノロッド」は、０．５マイクロメートル以下の幅および１０より大きい、あるいは１００より大きいアスペクト比を有する熱伝導性の構造体を意味する。ナノロッドは、中空ナノチューブでもよい。ナノロッドは、円筒形状でもよく、この場合、幅（直径）は０．５マイクロメートル以下である。あるいは、ナノロッドは、異なる形状を有することができる。用語ナノロッドは、単層カーボンナノチューブ、ＭＷＮＴおよび窒化ホウ素ナノチューブを含むが、これらに限定されない。
【００１２】
「ナノロッドのアレイ」は、存在する複数のナノロッドが、平面基板の表面と交差するある角度でかつ互いに平行に配向された相当な数のロッドと整列していることを意味する。ＭＷＮＴのアレイとしては、図１ａに示されているアレイが挙げられる。
【００１３】
「犠牲的層」は、マトリクス層を取り除かずに、かつマトリクスからナノロッドを取り除かずに選択的に除去することができるあらゆるフィルム形成材料を意味する。
【００１４】
（方法）
１つの方法は、マトリクス層に突出するナノロッドを有する自立型のフィルムを製作するために有用である。この方法は、
（ａ）平面基板上にナノロッドのアレイを提供する工程と、
任意に（ｂ）犠牲的層をアレイに浸透させる工程と、
（ｃ）マトリクス層をアレイに浸透させて、これにより浸透したアレイを生成する工程と、
任意に（ｄ）工程（ｂ）が存在する場合、このマトリクス層を取り除くことなく犠牲的層を取り除区工程と、
（ｅ）浸透したアレイを平面基板から取り除いて自立型のフィルムを形成する工程であって、上記マトリクス層は対向する表面を有し、かつ上記ナノロッドはマトリクス層を通過して、マトリクス層の対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの距離を突出するように配向される工程と
を含む。
【００１５】
このマトリクス層は、ナノロッドの中央にあってもよいし、なくてもよい。１つ以上のマトリクス層が、上記方法で浸透できる。第２のマトリクス層は、上記方法で種々の時期に加えることが可能である。例えば、工程（ｄ）が存在する場合、上記方法は、工程（ｄ）の前、その間またはその後に第２のマトリクス層をアレイに浸透させる工程を、任意にさらに含むことができる。この犠牲的層を取り除くことによって残ったスペースは、第２のマトリクス層によって浸透できる。
【００１６】
ナノロッドのアレイは、プラズマ化学気相成長プロセスによって準備することができる。ナノロッドのアレイは、任意に、工程（ａ）の前に黒鉛化工程に供されてもよい。理論に束縛されることを望まないが、カーボンナノチューブがアレイを形成するために使用される場合、この黒鉛化工程は、本願明細書に記載される方法により調製される自立型のフィルムの熱伝導率を高めると考えられる。平面基板上のナノロッドのアレイは、当該技術分野で周知であり、ナノラボ（ＮａｎｏＬａｂ）、０２４５８ マサチューセッツ州、ニュートン、チャペル通り５５から市販されている。
【００１７】
工程（ｂ）および（ｄ）は、マトリクス層の両方の対向する表面を越えて突出するナノチューブを有する自立型のフィルムを提供するために、上記方法に含まれてもよい。工程（ｂ）で使用される犠牲的層は、熱可塑性物質（例えば、高粘度非硬化性シリコーン流体またはシリコーンガム、フルオロシリコーン、光硬化性シリコーン（ｐｈｏｔｏ ｄｅｆｉｎａｂｌｅ ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、シリカまたはワックス）であってよい。工程（ｂ）は任意の好都合な手段によって実施さてよく、正確な手段は選択される犠牲的層の種類に依存する。例えば、犠牲的層がシリカである場合、犠牲的層はソルゲル溶液からシリカの層をコーティングすることにより形成することができる。
【００１８】
工程（ｂ）が存在する場合、工程（ｄ）が存在してもよい。工程（ｄ）は任意の好都合な手段によって実施することができ、正確な手段は選択される犠牲的層の種類に依存する。例えば、犠牲的層がワックスである場合、それは加熱によって取り除くことができる。犠牲的層がシリカであり、その犠牲的層がソルゲル溶液からシリカの層をコーティングすることにより形成される場合、工程（ｄ）はＨＦを含む溶液への暴露により実施される。工程（ｄ）および（ｅ）は、順次または並行して実施することができる。例えば、犠牲的層がシリカであり、工程（ｄ）がＨＦを含む溶液への暴露により実施される場合、工程（ｄ）および（ｅ）は並行して実施される。本方法は、任意にさらに、工程（ｅ）の後、（ｆ）自立型のフィルムを洗浄する工程を含むことができる。工程（ｆ）は、残余のＨＦまたは犠牲的層の残余の部分または両方を取り除くために使用することができる。
【００１９】
あるいは、工程（ｂ）は存在してもよく、工程（ｄ）は存在しなくてもよい。例えば、この方法は、工程（ｂ）で浸透されたワックスを有する自立型のフィルムを調製するために用いることができる。工程（ｄ）が存在しない場合、このワックスは自立型のフィルム中の相変化層として作用できる。
【００２０】
工程（ｃ）は任意の好都合な手段によって実施することができ、正確な手段は選択されるマトリクス層の種類に依存する。例えば、工程（ｃ）は、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティングおよび溶媒キャスト法からなる群から選択される方法により実施することができる。マトリクス層は、熱硬化性ポリマーを含むことができる。好適な熱硬化性ポリマーの例としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーンエラストマー、ウレタンエラストマー、アクリルエラストマーおよびそれらの組み合わせが挙げられる。シリコーンエラストマーがマトリクス層として用いられる場合、そのシリコーンエラストマーは、Ａ）１分子あたり平均少なくとも２つの脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサンと、Ｂ）１分子あたり平均少なくとも２つのケイ素に結合した水素原子を有する架橋剤と、Ｃ）ヒドロシリル化触媒とを含む組成物をアレイに浸透させ、そしてこの組成物を硬化させて工程（ｄ）または工程（ｅ）の前にシリコーンエラストマーを形成することにより調製することができる。
【００２１】
あるいは、マトリクス層は、熱可塑性ポリマーを含むことができる。好適な熱可塑性ポリマーの例としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエチレングリコール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド、シリコーンアミド共重合体、シリコーンポリエーテル、シリコーンポリエーテルイミド共重合体、シリコーンウレタン共重合体、シリコーン尿素およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００２２】
ナノロッドのアレイが比較的低い密度を有する場合、マトリクス層は、充填材を任意に含むことができる。充填材は、ナノロッドのアレイの中へのマトリクスの浸透を阻害しないほどに十分な小さい粒径を有しなければならない。充填材は、熱伝導性の充填材でもよい。好適な熱伝導性の充填材の例としては、銅、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、銀、アルミニウムおよびこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２３】
（自立型のフィルム）
上記のプロセスの生成物は、
ｉ）対向する表面を有するマトリクス層と、
ｉｉ）ナノロッドのアレイと
を含み、このナノロッドはマトリクス層を通過して、マトリクス層の一方または両方の表面で少なくとも１マイクロメートルの距離を突出するように配向されている自立型のフィルムである。
【００２４】
このアレイは、０．５体積％〜５０体積％の範囲のナノロッドの密度を有することができる。正確な密度は、アレイを提供するために使用される方法および自立型のフィルムの最終用途に依存する。例えば、ＡＣＦは、例えば０．１の体積％〜１０体積％のナノロッドという低い密度を有することができる。熱伝導性のナノロッドが使用される場合には、熱伝導率を改善するために、密度は５体積％〜５０体積％の範囲とすることができる。
【００２５】
本発明において使用されるナノロッドは、ナノチューブでもよい。選択されるナノロッドは、熱伝導性かつ電気絶縁性でもよい。好適なナノロッドの例としては、ＭＷＮＴおよび単層カーボンナノチューブが挙げられる。あるいは、選択されるナノロッドは、導電性かつ熱伝導性でもよい。好適なナノロッドの例としては、窒化ホウ素ナノチューブが挙げられる。
【００２６】
ナノロッドは、５〜５００マイクロメートルの範囲の平均高さを有することができる。ナノロッドは、マトリクス層を通過して、マトリクス層の対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの平均距離を突出するように、配向される。あるいは、ナノロッドは、マトリクス層の一方または両方の対向する表面に、１マイクロメートル〜０．８ミリメートルの範囲の平均距離を突出することができる。
【００２７】
（自立型のフィルムの使用）
この自立型のフィルムは、さまざまな応用で使用することが可能である。ナノチューブの種類に応じて、この自立型のフィルムは、光学フィルタとして、ＡＣＦとして、またはＴＩＭとして有用である。この自立型のフィルムがＴＩＭとして用いられる場合、この自立型のフィルムは、
ａ）熱を発生させる構成要素と、
ｂ）放熱材料と、
ｃ）熱管理補助機構と
を備え、放熱材料が、熱を発生させる構成要素の表面から熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って熱を発生させる構成要素と熱管理補助機構との間に配置され、放熱材料は上記の自立型のフィルムを含み、ナノロッドは熱を発生させる構成要素の表面および熱管理補助機構の表面に接触するデバイスで使用することができる。
【００２８】
図２は、電子デバイス２００の一部分の断面を示す。デバイス２００は、熱を発生させる構成要素（ＩＣチップとして示される）２０３、第１の放熱材料（ＴＩＭ１）２０６（上記のとおりのマトリクス層に突出するＭＷＮＴを有する自立型のフィルムである）、および熱管理補助機構（金属カバーとして示される）２０７を備える。ＴＩＭ１ ２０６は、熱を発生させる構成要素２０３の表面から熱管理補助機構２０７の表面まで延在する矢印２０８により表される熱通路に沿って、熱を発生させる構成要素２０３と熱管理補助機構２０７との間に配置される。デバイス２００が動作するとき、ナノチューブは伝熱を促進するために、熱を発生させる構成要素２０３の表面および熱管理補助機構２０７の表面と接触する。熱を発生させる構成要素２０３は、ダイ接着剤２０９を介して基板２０４に取り付けられる。基板２０４は、パッド２１０を介して基板２０４に対して取り付けられるはんだ球２０５を有する。第２のインタフェース材料（ＴＩＭ２）２０２は、熱管理補助機構２０７とヒートシンク２０１との間に配置される。デバイスが動作するとき、熱は矢印２０８により表される熱通路に沿って移動する。
【００２９】
この自立型のフィルムは、電子デバイスを製作する方法で用いることが可能である。この方法は、熱を発生させる構成要素と熱管理補助機構との間に放熱材料を配置する工程を含む。放熱材料は、熱を発生させる構成要素の表面から熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って配置される。放熱材料は、上記の自立型のフィルムを含み、ナノロッドは、熱を発生させる構成要素の表面および熱管理補助機構の表面に接触する。熱を発生させる構成要素は半導体ダイを含んでいてよく、熱管理補助機構はヒートシンクまたは熱分散部材を含むことができる。
【００３０】
デバイスは、上記の自立型のフィルムを含んで調製することができる。例えば、上記の自立型のフィルムは、本願明細書に記載されているインタフェース材料に加えて、またはそのインタフェース材料の代わりに、例えば米国特許第５，９１２，８０５号および同第６，０５４，１９８号に開示されるデバイスの放熱材料として、またはその放熱材料の中で使用することが可能である。
【実施例】
【００３１】
これらの実施例は、当業者に本発明を例示することを目的としており、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を制限するものと解釈されてはならない。
【００３２】
（実施例１：犠牲的層を用いずに調製した自立型のフィルム）
クロロホルム中に溶解させた２０重量％の硬化性シリコーンエラストマー組成物（ダウコーニング（ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ）（登録商標）シルガード（Ｓｙｌｇａｒｄ） １８４（米国、ミシガン州、ミッドランドのダウコーニング社（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている）を含む充分な量の溶液（０．５〜１ｍＬ）を、上にＭＷＮＴのアレイを有する２×２ｃｍのシリコンウエハの上に分注した。このＭＷＮＴは１８マイクロメートル±２マイクロメートルの平均高さ、０．１マイクロメートルの平均直径を有し、図１ａに示すように、ウェーハの表面の６〜１０面積％を覆う密度を有していた。このナノチューブのアレイは、穏やかな機械的な力によるウェーハからの剥離に適していた。
【００３３】
次に、このウェーハおよび溶液を、ケマットスピンコーター（Ｃｈｅｍａｔ Ｓｐｉｎ Ｃｏａｔｅｒ） ＫＷ−４Ａを使用して１０００回転／分で３０秒間、回転させた。回転した後に、ウェーハを１５分間静置させ、次いで１５０℃のオーブンに１時間置き、このシリコーンエラストマーマトリクス層を硬化させた。冷却後、このウェーハをＨＦおよび脱イオン水の３５体積％溶液に浸漬すると、１０分後に自立型のフィルムがウェーハから離れて浮いた。この自立型のフィルムを、異なる倍率で図１ｂおよび図１ｃに示す。自立型のフィルムを取り出し、洗浄工程に供して残留するＨＦ溶液を除去した。
【００３４】
（実施例２：犠牲的層を用いて調製した自立型のフィルム）
５％の固形分シリカを含むソルゲル溶液（ＴＥＯＳ／ＨＣｌ／エタノール／Ｈ2Ｏ）を含む充分な量の溶液を、２×２ｃｍのＭＷＮＴでコーティングしたシリコンウエハ基板上へ分注した。この溶液および基板を、ケマットスピンコーター ＫＷ−４Ａを使用して、２０００回転／分で３０秒間回転させた。ウェーハを３０分の周囲条件（２０℃、３５％相対湿度）で静置させ、次いで５０℃で３０分間、次いで１５０℃で１５分間加熱することによって硬化させた。次に、１１重量％のシリコーンポリエーテルイミド共重合体（ジェレスト（Ｇｅｌｅｓｔ） ＳＳＰ−０８５）のトルエン溶液の充分量を、ＭＷＮＴアレイ上に配置し、この溶液およびウェーハを１０００回転／分で３０秒間回転させた。このウェーハを室温で１５分間、次いで１００℃で１５分間静置し、トルエンを除去した。冷却後、ウェーハを、ＨＦおよび脱イオン水の３５体積％溶液に浸漬した。ほぼ２０分後に、図１ｄに示すような自立型のフィルムが、ウェーハから離れて浮いた。このフィルムを取り出し、洗浄工程に供して、残留するＨＦ溶液を除去した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本願明細書に記載される方法により調製される自立型のフィルムは、光学フィルタとして、ＡＣＦとして、または、ＴＩＭとして有用である。理論に束縛されることは望まないが、カーボンナノチューブ、特にＭＷＮＴがアレイで使用される場合、改良された熱伝導率が成し遂げられ得ると考えられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板上にナノロッドのアレイを提供する工程と、
任意に（ｂ）犠牲的層を前記アレイに浸透させる工程と、
（ｃ）マトリクス層を前記アレイに浸透させて、これにより浸透したアレイを生成する工程と、
任意に（ｄ）工程（ｂ）が存在する場合、前記マトリクス層を取り除くことなく前記犠牲的層を取り除く工程と、
（ｅ）前記浸透したアレイを前記基板から取り除いて自立型のフィルムを形成する工程であって、前記マトリクス層は対向する表面を有し、かつ前記ナノロッドは前記マトリクス層を通過して、前記マトリクス層の前記対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの平均距離を突出するように配向される工程と
を含む、方法。
【請求項２】
工程（ｄ）が存在し、かつ前記方法がさらに、工程（ｄ）の前、その間、またはその後に、第２のマトリクス層を前記アレイに浸透させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ナノロッドが、前記一方または両方の対向する表面に、１マイクロメートル〜０．８ミリメートルの範囲の距離を突出する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アレイが０．１体積％〜５０体積％の範囲の密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ナノロッドが５〜５００マイクロメートルの範囲の平均高さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ナノロッドが熱伝導性かつ電気絶縁性である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ナノロッドが導電性かつ熱伝導性である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ナノロッドが窒化ホウ素ナノチューブである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ナノロッドが多層カーボンナノチューブおよび単層カーボンナノチューブからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ナノロッドのアレイがプラズマ化学気相成長プロセスによって提供される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ナノロッドのアレイが工程（ａ）の前に黒鉛化工程に供される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）が存在し、かつ前記犠牲的層がフルオロシリコーン、光硬化性シリコーン、シリカおよびワックスからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記犠牲的層がワックスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｄ）が存在し、かつ前記犠牲的層が加熱によって取り除かれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記犠牲的層がシリカであり、前記犠牲的層がソルゲル溶液からシリカの層をコーティングすることにより形成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
工程（ｄ）が存在し、かつ工程（ｄ）および（ｅ）がＨＦ溶液への曝露によって実施される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｅ）の後、（ｆ）前記自立型のフィルムを洗浄する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記マトリクスが熱硬化性ポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記熱硬化性ポリマーが、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーンエラストマー、ウレタンエラストマー、アクリルエラストマーおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記熱硬化性ポリマーが、
Ａ）１分子あたり平均少なくとも２つの脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサンと、
Ｂ）１分子あたり平均少なくとも２つのケイ素に結合した水素原子を有する架橋剤と、
Ｃ）ヒドロシリル化触媒と
を含む組成物を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記マトリクスが熱可塑性ポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエチレングリコール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド、シリコーンアミド共重合体、シリコーンポリエーテル、シリコーンポリエーテルイミド共重合体、シリコーンウレタン共重合体、シリコーン尿素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記マトリクスがさらに充填材を含む、請求項１８から請求項２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記充填材が熱伝導性である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
工程（ｃ）が、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティングおよび溶媒キャスト法からなる群から選択される方法により実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の方法によって調製された自立型のフィルム。
【請求項２７】
自立型のフィルムであって、
ｉ）対向する表面を有するマトリクス層と、
ｉｉ）ナノロッドのアレイであって、前記ナノロッドは前記マトリクス層を通過して、前記マトリクス層の一方または両方の表面に少なくとも１マイクロメートルの平均距離を突出するように配向されているナノロッドのアレイと
を含む、自立型のフィルム。
【請求項２８】
前記アレイが０．５体積％〜５０体積％の範囲の平均密度を有する、請求項２６に記載の自立型のフィルム。
【請求項２９】
前記ナノロッドが５〜５００マイクロメートルの範囲の平均高さを有する、請求項２６に記載の自立型のフィルム。
【請求項３０】
光学フィルタとしての請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムの使用。
【請求項３１】
異方性導電フィルムとしての請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムの使用。
【請求項３２】
放熱材料としての請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムの使用。
【請求項３３】
デバイスであって、
ａ）熱を発生させる構成要素と、
ｂ）放熱材料と、
ｃ）熱管理補助機構と
を備え、前記放熱材料は、前記熱を発生させる構成要素の表面から前記熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って、前記熱を発生させる構成要素と前記熱管理補助機構との間に配置され、前記放熱材料は請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムを含み、前記ナノロッドは前記熱を発生させる構成要素の前記表面および前記熱管理補助機構の前記表面に接触するデバイス。
【請求項３４】
熱を発生させる構成要素と熱管理補助機構との間に放熱材料を配置する工程を含む方法であって、前記放熱材料は、前記熱を発生させる構成要素の表面から前記熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って配置され、前記放熱材料は、請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムを含み、前記ナノロッドは、前記熱を発生させる構成要素の前記表面および前記熱管理補助機構の前記表面に接触する方法。
【請求項３５】
前記熱を発生させる構成要素が半導体ダイを含み、前記熱管理補助機構がヒートシンクまたは熱分散部材を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項１】
（ａ）基板上にナノロッドのアレイを提供する工程と、
任意に（ｂ）犠牲的層を前記アレイに浸透させる工程と、
（ｃ）マトリクス層を前記アレイに浸透させて、これにより浸透したアレイを生成する工程と、
任意に（ｄ）工程（ｂ）が存在する場合、前記マトリクス層を取り除くことなく前記犠牲的層を取り除く工程と、
（ｅ）前記浸透したアレイを前記基板から取り除いて自立型のフィルムを形成する工程であって、前記マトリクス層は対向する表面を有し、かつ前記ナノロッドは前記マトリクス層を通過して、前記マトリクス層の前記対向する表面の一方または両方に少なくとも１マイクロメートルの平均距離を突出するように配向される工程と
を含む、方法。
【請求項２】
工程（ｄ）が存在し、かつ前記方法がさらに、工程（ｄ）の前、その間、またはその後に、第２のマトリクス層を前記アレイに浸透させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ナノロッドが、前記一方または両方の対向する表面に、１マイクロメートル〜０．８ミリメートルの範囲の距離を突出する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アレイが０．１体積％〜５０体積％の範囲の密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ナノロッドが５〜５００マイクロメートルの範囲の平均高さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ナノロッドが熱伝導性かつ電気絶縁性である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ナノロッドが導電性かつ熱伝導性である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ナノロッドが窒化ホウ素ナノチューブである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ナノロッドが多層カーボンナノチューブおよび単層カーボンナノチューブからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ナノロッドのアレイがプラズマ化学気相成長プロセスによって提供される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ナノロッドのアレイが工程（ａ）の前に黒鉛化工程に供される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）が存在し、かつ前記犠牲的層がフルオロシリコーン、光硬化性シリコーン、シリカおよびワックスからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記犠牲的層がワックスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｄ）が存在し、かつ前記犠牲的層が加熱によって取り除かれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記犠牲的層がシリカであり、前記犠牲的層がソルゲル溶液からシリカの層をコーティングすることにより形成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
工程（ｄ）が存在し、かつ工程（ｄ）および（ｅ）がＨＦ溶液への曝露によって実施される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｅ）の後、（ｆ）前記自立型のフィルムを洗浄する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記マトリクスが熱硬化性ポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記熱硬化性ポリマーが、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーンエラストマー、ウレタンエラストマー、アクリルエラストマーおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記熱硬化性ポリマーが、
Ａ）１分子あたり平均少なくとも２つの脂肪族不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサンと、
Ｂ）１分子あたり平均少なくとも２つのケイ素に結合した水素原子を有する架橋剤と、
Ｃ）ヒドロシリル化触媒と
を含む組成物を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記マトリクスが熱可塑性ポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエチレングリコール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド、シリコーンアミド共重合体、シリコーンポリエーテル、シリコーンポリエーテルイミド共重合体、シリコーンウレタン共重合体、シリコーン尿素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記マトリクスがさらに充填材を含む、請求項１８から請求項２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記充填材が熱伝導性である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
工程（ｃ）が、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティングおよび溶媒キャスト法からなる群から選択される方法により実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の方法によって調製された自立型のフィルム。
【請求項２７】
自立型のフィルムであって、
ｉ）対向する表面を有するマトリクス層と、
ｉｉ）ナノロッドのアレイであって、前記ナノロッドは前記マトリクス層を通過して、前記マトリクス層の一方または両方の表面に少なくとも１マイクロメートルの平均距離を突出するように配向されているナノロッドのアレイと
を含む、自立型のフィルム。
【請求項２８】
前記アレイが０．５体積％〜５０体積％の範囲の平均密度を有する、請求項２６に記載の自立型のフィルム。
【請求項２９】
前記ナノロッドが５〜５００マイクロメートルの範囲の平均高さを有する、請求項２６に記載の自立型のフィルム。
【請求項３０】
光学フィルタとしての請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムの使用。
【請求項３１】
異方性導電フィルムとしての請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムの使用。
【請求項３２】
放熱材料としての請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムの使用。
【請求項３３】
デバイスであって、
ａ）熱を発生させる構成要素と、
ｂ）放熱材料と、
ｃ）熱管理補助機構と
を備え、前記放熱材料は、前記熱を発生させる構成要素の表面から前記熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って、前記熱を発生させる構成要素と前記熱管理補助機構との間に配置され、前記放熱材料は請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムを含み、前記ナノロッドは前記熱を発生させる構成要素の前記表面および前記熱管理補助機構の前記表面に接触するデバイス。
【請求項３４】
熱を発生させる構成要素と熱管理補助機構との間に放熱材料を配置する工程を含む方法であって、前記放熱材料は、前記熱を発生させる構成要素の表面から前記熱管理補助機構の表面まで延在する熱通路に沿って配置され、前記放熱材料は、請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載の自立型のフィルムを含み、前記ナノロッドは、前記熱を発生させる構成要素の前記表面および前記熱管理補助機構の前記表面に接触する方法。
【請求項３５】
前記熱を発生させる構成要素が半導体ダイを含み、前記熱管理補助機構がヒートシンクまたは熱分散部材を含む、請求項３３に記載の方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図２】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図２】
【公表番号】特表２０１０−５１９１６２（Ｐ２０１０−５１９１６２Ａ）
【公表日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５０８６８（Ｐ２００９−５５０８６８）
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０００９７７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０３２２１
【国際公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（５０６１４３９７５）ダウ コーニング コーポレーション (19)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０００９７７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０３２２１
【国際公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（５０６１４３９７５）ダウ コーニング コーポレーション (19)
【Ｆターム（参考）】
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