[发明专利]石墨薄膜的制造方法

说明书

本发明的课题在于，提供能够简便地制造表面粗糙度更小的石墨薄膜的方法。本发明涉及一种石墨薄膜的制造方法，其包括下述工序：将碳化温度为Ta的碳化框与芳香族聚酰亚胺膜或前述芳香族聚酰亚胺膜在碳化温度Tb下进行处理而得到的碳化膜一体化，在温度Td下进行碳化，接着进行石墨化，TaTb并且TbTd，所述石墨薄膜的表面粗糙度(算术平均高度Sa)不足18nm，厚度为5nm以上且不足10μm，面积为1.0cm²以上且不足500cm²。

技术领域

本发明涉及表面粗糙度小的石墨薄膜(也称为石墨膜)的制造方法。

背景技术

石墨膜被期待在MEMS领域的振动板、利用同步辐射的光强度分布测定、电荷转换膜、能量降解器、微细布线电路等广泛领域中的利用(非专利文献1～3等)。

作为前述石墨膜，例如，已知有通过对聚酰亚胺等芳香族高分子膜进行碳化、接着进行石墨化得到的膜(非专利文献4等)。但是由芳香族高分子膜得到的石墨膜在碳化时收缩、在石墨化时扩张，因此产生褶皱、或表面形成小的凹凸，从而难以减小表面粗糙度(算术平均高度Sa)。

专利文献1中公开了通过在烧成中对高分子膜施加沿膜面朝向外侧拉伸这样的力从而表面平滑性优异且薄的大面积的石墨膜的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2016/129442号

非专利文献

非专利文献1：Micromachines,2018,9(2),64

非专利文献2：IPAC19 SX-MRPRM

非专利文献3：AIP Conference Proceedings 1962,03005(2018)

非专利文献4：Carbon 145,(2019)23-30

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1的方法中，通过施加张力作为物理外力，从而高分子膜、其碳化膜容易破损、损伤，难以制造非常薄的石墨膜、或者成品率不充分。

另外，专利文献1中还公开了在相同的碳化条件下制造碳化框和碳化膜后，将碳化框粘接于前述碳化膜并以石墨化温度进行烧成从而将碳化膜制成石墨膜的方法(实施例65)。但是，对该碳化框与碳化膜的一体化物进行石墨化的方法中，难以施加大的张力，表面粗糙度Ra为18nm左右(如本申请比较例4所示那样，以算术平均粗糙度Sa计为30nm左右)。

因此，本发明目的在于提供能够简便地制造表面粗糙度更小的石墨薄膜的方法。

更详细而言，本发明的课题在于，不对高分子膜在烧成中实施沿膜面朝向外侧拉伸的力作为物理外力地制造表面粗糙度更小的石墨薄膜。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决前述问题进行了深入研究，结果发现，将碳化框与跟该框扩张/收缩特性不同的膜一体化并进行碳化或石墨化时，能够一边更适当地对膜施加张力、一边使膜石墨化，能够简便地制造表面粗糙度小的石墨薄膜。

即，可解决前述问题的本发明的石墨薄膜的制造方法具有以下的构成要件。

[1]一种石墨薄膜的制造方法，其包括下述工序：将碳化温度为Ta的碳化框与芳香族聚酰亚胺膜或将前述芳香族聚酰亚胺膜在碳化温度Tb下进行处理而得到的碳化膜一体化，在温度Td下进行碳化，接着进行石墨化，

TaTb并且TbTd，