新しい放熱・熱伝導性材料の材料設計、用途開発と今後の可能性

第1部 「高熱伝導・高強度・高延性マグネシウム新規合金」とその可能性について

(2024年1月24日 10:00〜11:00)

1. Mg合金の従来技術とその問題点
2. 高熱伝導化と高強度・高延性化の両立に向けた改善のポイント
   1. 合金組成と熱処理の最適化
   2. 押出加工による高強度・高延性化
3. 想定される用途
   • 自動車とその蓄電池
   • 空飛ぶクルマ 他
4. 実用化に向けた課題
• 質疑応答

第2部 液体金属を用いて放熱・断熱制御する熱スイッチの開発とその可能性

(2024年1月24日 11:10〜12:10)

　室温近傍で使用可能な液体金属としてガリウム系合金がある.電気濡れ効果 ( エレクトロウエッティング) を用いて伝熱隙間内の液体金属を移動させることで、放熱・断熱を制御できる熱スイッチの開発について解説する.

1. 伝熱媒体としての液体金属
   1. 物性値と濡れ性
   2. 使いやすさ
2. 電気濡れ効果 (エレクトロウエッティング) による液滴移動
   1. 移動の原理
   2. 隙間内の移動実験
3. 熱スイッチとしての長所・短所と応用先の可能性
   1. 磁気冷暖房エアコンへの応用
   2. 他の手法との比較
   3. 集積回路、電池温度制御など
• 質疑応答

第3部 新しい熱伝導性複合材料の開発と展望

(2024年1月24日 13:00〜14:00)

　携帯情報端末の高性能化や自動車の電化が進み、電子機器やモーターの放熱が喫緊の課題になっている。成形性やコストに優れるポリマー中に、熱伝導率の高い無機フィラーを分散させた熱伝導性複合材料が放熱材料として重要である。 　本講座の前半では、複合材料中での熱の伝わり方や、各種無機フィラーの特性を解説する。後半では、ナノ材料の利用など、最新の研究事例について紹介する。

1. 熱伝導性複合材料の基礎
   1. 原子振動による熱の伝わり
   2. ポリマーと無機フィラーの界面
   3. 各種無機フィラーの特性
2. 熱伝導性複合材料の新展開
   1. 複合材料の微構造制御
   2. ナノ材料の利用
   3. 熱伝導性と等方性の両立
3. 総括・将来展望
• 質疑応答

第4部 パワーデバイス向けエポキシ樹脂の耐熱性、放熱性の向上技術

(2024年1月24日 14:20〜15:20)

　自動車の電装化が進み、次世代半導体SiCデバイスが本格的な立ち上がりの気配を見せる中、半導体の動作温度上昇に合わせて周辺部材にもより一層の耐熱性・放熱性が求められている。 　今回は、半導体関連用途の代表的な熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の耐熱性・放熱性向上のためのアプローチと、最近の開発動向に関して紹介したい。

1. エポキシ樹脂の特徴
2. 耐熱性・放熱性要求の背景
3. エポキシ樹脂の耐熱性・放熱性向上
   1. ガラス転移点の向上
   2. 耐熱分解性の向上
   3. 熱伝導性の向上
4. 最後に
• 質疑応答

第5部 各種放熱材料の特性と材料選択のポイント、今後の展望

(2024年1月24日 15:30〜17:00)

　タブレットやスマートフォンの急速な普及に伴い、従来の外気による対流冷却から熱伝導を主とした熱移動を重視する方向に熱設計が変化してきている。 　このような電子機器の熱設計の変遷に伴って登場した新しい放熱材料の特性と選択について実例を交えて解説する。

1. 放熱設計の現状と課題
   1. 電子機器の放熱設計は変わりつつある
   2. 急速な電力密度の増加
   3. 表面実装に普及により大気放熱から基板放熱へ
   4. スマートフォンの放熱経路は
2. TIMの役割と種類
   1. TIMの役割
   2. 入手可能なTIMの種類
   3. 何に注目してTIMを選ぶか
3. 高性能TIMの出現
   1. 炭素繊維鉛直配向熱伝導シート
   2. 半田TIM
   3. 液体金属
4. 相変化熱移動デバイス
   1. ヒートパイプ
   2. ベーパーチャンバー
• 質疑応答