熱伝導性フィラーの充填設計・最適分散技術とコンポジット化

第1部 各種放熱部材及び熱伝導性フィラーの種類・特徴と高熱伝導化

(2017年1月19日 10:00〜11:30)

フィラーの種類について述べると共に、樹脂複合放熱部材の材料構成とフィラーの役割、更に、高熱伝導化におけるパーコレーションの影響について述べる。放熱設計の重要性についても触れる。

1. 各種電子機器に用いられる放熱部材
   1. 放熱部材の役割
   2. 放熱部材の種類
   3. 各種放熱部材の特徴
   4. 放熱パスについて
2. 樹脂複合放熱部材の材料構成と特性
   1. 材料構成
   2. フィラーの種類
   3. フィラーの形状
   4. 樹脂中のフィラー分散状態
3. 放熱部材の高熱伝導化
   1. 熱伝導率の予測
   2. パーコレーションの影響
   3. 放熱系設計の重要性
• 質疑応答

第2部 フィラー最密充填設計法と樹脂の高熱伝導化技術

(2017年1月19日 11:40〜13:10)

1. フィラー最密充填設計法
   1. フィラー充填設計の基本的な考え方
   2. 球形フィラー充填
      1. 大径・小径フィラーの組み合わせ充填理論
      2. 粒径分布を有するフィラー系の充填理論
   3. 非球形フィラーの充填性
2. フィラー充填系樹脂の熱伝導複合則
   1. フィラー充填樹脂系の熱伝導要因
   2. フィラー充填樹脂系の熱伝導複合則
   3. 複数フィラー組合せの熱伝導複合則適用
3. フィラー充填系樹脂の高熱伝導化技術～封止材を中心に
   1. 高熱伝導フィラーと封止材への適用について
   2. フィラー充填による封止材の高熱伝導化技術
   3. 高熱伝導化の研究例の紹介
• 質疑応答

第3部 フィラーの混練と表面処理と熱伝導コンポジットの高充填系でのフィラーの複合化技術

(2017年1月19日 13:50〜15:20)

　フィラー充填複合材料は自動車、情報家電、電子機器、建築部材、包装資材など生活に欠かせない材料である。複合材料の要求性能に合わせてフィラーの種類、粒子径、充填量などの配合設計し、プロセス条件を最適化し複合材料が製造されている。この複合材料を製品化する上で最も重要なポイントは、配合設計だけではなくフィラーの表面処理と混練 (複合化) プロセスである。しかし、経験とこれまでの知見で複合材料が開発・製造されているのが実態である。 　そこで本講演では、経験で行っている表面処理の理論とフィラーとポリマーの混練 (混合) のメカニズムを系統的に解説する。さらに、現在注目されているナノオーダーのフィラーについての混練のポイントを紹介する。

1. フィラーとは
   1. フィラーの種類と分類
   2. 機能性フィラー、高熱伝導性フィラー
2. フィラーの表面処理の理論と実際
   1. フィラーの表面
   2. 表面処理剤の種類と表面処理剤とフィラー表面の反応 (理論)
   3. 熱伝導性フィラーの表面処理
   4. 実際の表面処理
3. ポリマーの混練と混合
   1. 熱可塑性樹脂の混練
   2. ナノフィラーの混練と分散
   3. 熱硬化性樹脂とフィラー高充填複合化
• 質疑応答

第4部 放熱樹脂のフィラー低充填高熱伝導化技術

(2017年1月19日 15:30〜17:00)

　パワーモジュールなどより高放熱が求められる製品においては、樹脂に高熱伝導を有する窒化ホウ素 (h – BN) を複合したコンポジット材料が用いられる。このh – BNは熱伝導率に異方性を有する。そのため放熱経路に沿って熱を逃がすためには、h – BN粒子の配向を制御する必要がある。h – BN粒子を70vol%と高充填してもh – BN粒子の面方向への配向が進むだけで厚み方向の熱伝導率は10W/ (m・K) と大きな向上は得られない。そこでh – BN粒子を凝集させたBN凝集体を配合してBN粒子の配向を制御すると50vol%の低充填量でも厚み方向の熱伝導率が16W/ (m・K) と大きく向上することができる。 　さらに複合材料のベース樹脂に耐熱性の高いシアネートエステル樹脂を用い,柔軟性に富む可とう性フェノキシ樹脂を配合すると、19 W/ (m・K) の高い放熱性を確保しながら,耐熱性が高く,銅との接着性の高い複合材料を得ることができた。

1. 電子機器の構造と高熱伝導樹脂材料のニーズ
   - パワーモジュール適用例を中心に -
2. 高熱伝導複合材料の基礎と応用
   1. 固体の熱伝導率について
   2. 樹脂/無機フィラー複合材料の熱伝導率
3. 複合材料の熱伝導率向上技術
   1. 高熱伝導フィラー (BN) の高充填化
   2. 高熱伝導フィラー (BN) の配向制御
4. 高熱伝導複合材料のパワーモジュールへの適用に向けて
• 質疑応答