窒化物フィラーの配向制御技術と低充填量での高熱伝導化

第1部 窒化物フィラーの充填、表面改質、配向制御技術と微子構造の設計

(2020年5月28日 10:00〜11:30)

1. 窒化物フィラーの種類と熱伝導率
2. 窒化物フィラーコンポジットの粘度予測
   1. コンポジットの粘度予測式と適用範囲
   2. フィラー粒度分布を考慮したコンポジットの粘度予測理論
3. 窒化物フィラーの最密充填技術と低フィラー化技術
   1. フィラー最密充填理論
   2. フィラー最密充填によるコンポジットの高熱伝導率と低粘度の両立
   3. コンピューターシミュレーションを活用した新しい充填構造設計手法
   4. フィラーのハイブリッド化とネットワーク構造形成による低フィラー化技術
4. 窒化物フィラーの表面処理技術
   1. 窒化物フィラーの表面処理事例
5. 窒化物フィラーコンポジットの熱伝導特性評価
   1. コンポジットの熱伝導率予測式
   2. 国内外での窒化物フィラーコンポジットの開発動向
• 質疑応答

第2部 窒化ホウ素の配向制御と、窒化ホウ素/樹脂コンポジット放熱材料の開発

(2020年5月28日 12:10〜13:40)

1. 窒化ホウ素の配向制御
   1. 一軸方向制御
      1. 加圧法
      2. ブレード法
      3. 遠心法
      4. その他制御法の紹介
   2. 等軸方向 (ランダム) 制御
2. 窒化ホウ素/樹脂コンポジット放熱材料の開発
   1. 窒化ホウ素/汎用性樹脂コンポジット
      1. 加圧法で作製したコンポジット
      2. ブレード法で作製したコンポジット
      3. 遠心法で作製したコンポジット
   2. 窒化ホウ素/セルロースナノファイバーコンポジット
3. 配向制御方法の紹介と、それに基づいて作製したコンポジットの熱特性の紹介
• 質疑応答

第3部 形状異方性フィラーの配向制御による放熱シートの高熱伝導化と適用効果

(2020年5月28日 13:50〜15:20)

　放熱シートは電子機器の放熱設計における問題解決の一手段であり,電子機器の今後更なる発展に併せて際限のない性能向上が望まれる部材である。本講では放熱シートの高熱伝導率化の一処方として形状異方性フィラーの配向制御を挙げ,その適用効果について紹介する。

1. サーマルインターフェースマテリアルの概要
   1. サーマルインターフェースの製品分類
   2. 放熱シートの要求機能と課題
2. 放熱シートの高熱伝導化
   1. フィラー充填複合物の高熱伝導化技術
   2. 形状異方性フィラーの特徴と狙いとするフィラー充填構造
   3. カーボンファイバー垂直配向シート (HEATEX導電タイプ)
   4. 六方晶窒化ホウ素垂直配向シート (HEATEX絶縁タイプ)
3. 配向制御を用いた放熱シートの特性
   1. 代表特性
   2. 配向状態・設計因子による影響
4. まとめ
• 質疑応答

第4部 窒化ホウ素の配向制御による、低充填量での高熱伝導化

(2020年5月28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BN凝集体を配合してBN粒子の配向を制御しながら充填量を増加すると、18 W/ (m・K) とセラミックス並みの高い熱伝導率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. 樹脂/無機フィラー複合材料の熱伝導率
   2. モールド型パワーモジュールへの応用
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