書籍

柴田　博一　　株式会社ザズーデザイン 代表取締役／工学博士

末田　学　　堺化学工業株式会社 研究開発本部 小名浜開発部 マネージャー

稲葉　優文　　九州大学 助教／博士(工学)

永田　員也　　富山県立大学 特任教授／信州大学大学院総合医理工学研究科 特任教授／フィラー研究会 会長／理学博士

林　裕之　　株式会社KRI スマートマテリアル研究センター 主任研究員／工学博士

三村　研史　　三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 マテリアル技術部 Associate Expert／博士(工学)

竹澤　由高　　株式会社レゾナック 先端融合研究所 シニアプロフェッショナル／博士(工学)

野村　伸吾　　古河電工パワーシステムズ株式会社 技術開発本部 エフコ開発課 課長

片石　拓海　　富士高分子工業株式会社 副主席部員

神谷　有弘　　国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学 未来材料・システム研究所 山本真義研究室 特任准教授

奥原　昂　　ヘンケルジャパン株式会社 シニアアプリケーションエンジニア

佐々木　雄一　　ペルノックス株式会社 開発統括部 開発管理グループ グループリーダー

雫石　拓也　　株式会社住化分析センター マテリアル事業部

西　剛伺　　足利大学 工学部創生工学科 電気電子分野 教授／博士(工学)

佐郷　弘毅　　JNC石油化学株式会社 未来技術研究所 先端技術探索2グループ 主幹

高田　章博　　JNC石油化学株式会社 未来技術研究所 先端技術探索2グループ 主務

藤原　武　　JNC石油化学株式会社 未来技術研究所 先端技術探索2グループ グループサブリーダー／博士(工学)

第1章　高熱伝導・放熱材料によるTIM の最新動向

株式会社ザズーデザイン　柴田　博一

1.　はじめに

2.　TIMの役割と構成

3.　現在市場で入手可能なTIM

4.　熱特性からの熱伝導シートの選定方法

5.　機械的特性からの熱伝導シートの選択

6.　まとめ

第2章　高熱伝導・放熱材料におけるフィラーの開発と表面処理技術

第1節　酸化亜鉛の開発と放熱材料への展開

堺化学工業株式会社　末田　学

はじめに

1.　当社の酸化亜鉛製品

　1.1　一般製品

　1.2　微粒子酸化亜鉛

　1.3　特殊形状品

　　1.3.1　六角板状酸化亜鉛XZ

2.　酸化亜鉛の製法と粒子径

3.　大粒子酸化亜鉛LPZINC

　3.1　製法とラインナップ

　3.2　放熱性能・アルミナとの比較

　3.3　単独／混合配合系の比較

　3.4　フィラー充填率と各種性能

4. 　酸化亜鉛の電波･電磁波吸収用途

おわりに

第2節　回転電極電界整列技術による放熱シートの熱伝導性向上と新規2次元フィラー

九州大学　稲葉　優文

1.　はじめに

2.　電界整列の原理

3.　回転電極電界整列法

4.　多結晶ダイヤモンドフレークの開発

5.　まとめ

第3節　熱伝導性フィラーとその表面処理技術

富山県立大学/信州大学/フィラー研究会　永田　員也

1.　熱伝導性フィラー

2.　熱伝導性フィラーの表面処理技術とそのメカニズム

　2.1　熱伝導性フィラーの表面

　2.2　フィラーの表面処理のメカニズムと界面相形成

　　2.2.1　シランカップリング剤

　　2.2.2　脂肪酸, 界面活性剤などのイオン結合性有機化合物

　　2.2.3　チタネートカップリング剤

3.　おわりに

第4節　各種高熱伝導・放熱材フィラーと熱伝導樹脂との界面制御～窒化ホウ素の表面処理など

株式会社KRI　林　裕之

はじめに

1.　各種高熱伝導用放熱フィラー

　1.1　無機化合物の結晶構造

　1.2　コンポジット系放熱材の熱伝導理論式

　1.3　熱の伝わり

2.　無機フィラーと分散性と表面改質

　2.1　無機フィラーの分散性

　2.2　無機フィラーの表面改質

3.　h-BN/セルロースナノファイバーコンポジットの開発例

おわりに

第5節　窒化ホウ素の配向制御による低充填量での高熱伝導化

三菱電機株式会社　三村　研史

1.　はじめに

2.　樹脂複合材料の放熱性の付与

3.　鱗片形状BNフィラー配合による高熱伝導化

4.　窒化アルミニウム（AlN）フィラー配合による高熱伝導化

5.　凝集BNフィラー配合によるBN粒子の配向制御での高熱伝導化

6.　おわりに

第3章　高熱伝導樹脂・放熱シートの開発

第1節　自己配列制御による高熱伝導エポキシ樹脂

株式会社レゾナック　竹澤　由高

はじめに

1.　樹脂の熱伝導現象と高熱伝導化の考え方

2.　エポキシ樹脂の高熱伝導化

3.　異材接着界面におけるメソゲンエポキシ樹脂の局所的自己配列制御

　3.1　メソゲンエポキシ樹脂の垂直配向制御

　3.2　メソゲンエポキシ樹脂の水平配向制御

4.　樹脂／フィラー界面におけるメソゲンエポキシ樹脂の局所的自己配列制御

おわりに

第2節　高熱伝導性放熱粘着シート（TMシート®）の開発動向と課題

古河電工パワーシステムズ株式会社　野村　伸吾

1.　はじめに

　1.1　古河グループの企業がTIM材を製造している理由

　1.2　TMシート®の特長

　1.3　TIMを取り巻く環境

　1.4　本稿での中心議題

2.　TIMとは

　2.1　TIMの意義

　2.2　TIMの種類

　2.3　TIMの主要項目

　　2.3.1　熱伝導性

　　2.3.2　柔軟性

3.　放熱シートを構成する材料と役割

4.　熱伝導性フィラーの役割と代表例

　4.1　熱伝導性フィラーの役割

　4.2　熱伝導性フィラーの課題

　　4.2.1　価格と熱伝導性のバランス

　　4.2.2　異方性材料の配向制御

　　4.2.3　熱伝導性フィラーの粒径

　　4.2.4　熱伝導性フィラーの形状

　　4.2.5　繊維状フィラーの分散性

5.　顧客が暗黙に求める特性とのトレードオフ

　5.1　顧客が暗黙に求める特性

　5.2　絶縁性

　5.3　難燃性

　5.4　柔軟性

おわりに

第3節　六方晶窒化ホウ素を用いたシリコーン系高熱伝導シートの開発

富士高分子工業株式会社　片石　拓海

はじめに

1.　TIMの構造

　1.1　シリコーンポリマーについて

　1.2　熱伝導性フィラーについて

2.　TIMシートの性能評価

3.　六方晶窒化ホウ素を用いたシリコーン系高熱伝導シートの開発

　3.1　六方晶窒化ホウ素について

　3.2　hBNフィラーがランダムに配向したシリコーン系TIMシートの概略

　3.3　本工法におけるTIMシートの作製手順例

　3.4　造粒体作製に最適なフィラー充填比率の検証

　3.5　本工法に適したフィラー配合の検証

　3.6　開発したTIMシート中の内部構造観察

　3.7　XRD測定によるTIMシート中のhBN配向性の確認

　3.8 開発したエ法と従来工法の比較

おわりに

第4章　高熱伝導・放熱材料の最新応用•用途展開

第1節　車載用途放熱材料

第1項　車載電子機器の放熱技術とその応用

名古屋大学　神谷　有弘

はじめに

1.　車載電子製品の小型実装技術

　1.1　製品を小型化する難しさ

　1.2　部品の小型化と実装技術

2.　製品小型化と放熱技術の必要性

　2.1　車載電子製品の特殊な環境

　2.2　熱はどのように伝わるのか

3.　一般電子製品の放熱技術と放熱材料

　3.1　放熱設計の考え方

　3.2　車載電子製品における基本的な放熱手段

　3.3　具体事例にみるバランス設計1 （放熱性と耐振性）

　3.4　具体事例にみるバランス設計2（放熱性と放熱材料）

4.　車載インバータにおける放熱設計の考え方

　4.1　パワーデバイス（モジュール）の放熱性能向上

　4.2　インバータにおける全体最適放熱設計

おわりに

第2項　放熱ギャップフィラーの特徴と次世代エネルギー車における熱マネジメント

ヘンケルジャパン株式会社　奥原　昴

はじめに

1. 自動車業界におけるトレンド

2. 熱マネジメント材料について

　2.1　熱マネジメント材料の機能と役割

　2.2　熱マネジメント材料の種類

3. 放熱ギャップフィラーの特徴

　3.1　放熱ギャップフィラーの利点

　3.2　界面熱抵抗

　3.3　耐ポンプアウト性能

4. 次世代エネルギー車における放熱ギャップフィラーの適用事例

　4.1　駆動用バッテリーに適用される熱マネジメント材料

　4.2　圧縮反カ

　4.3　摩耗性

おわりに

第3項　ウレタン系放熱ギャップフィラーの開発とその特性

ペルノックス株式会社　佐々木　雄一

はじめに

1.　構成成分と構造

2.　耐久性ウレタンゲルの配合設計と量産課題

3.　量産適合性

4.　ギャップフィラーの評価

5.　更なる高熱伝導化

おわりに

第4項　高熱伝導材料の熱物性評価技術～車載材料を中心とした分析事例～

株式会社住化分析センター　雫石　拓也

はじめに

1.　熱物性評価技術

2.　熱伝導率

　2.1　熱伝導率の評価方法

　　2.1.1　保護熱板法

　　2.1.2　熱流計法

　　2.1.3　フラッシュ法

　2.2　熱伝導率測定の事例紹介

　　2.2.1　フラッシュ法によるエポキシ系封止材料の熱伝導率温度依存性評価

　　2.2.2　フラッシュ法による放熱シート（グラファイトシート）の熱伝導率異方性評価

3.　放射率

　3.1　放射率の評価方法

　　3.1.1　FT-IR法

　　3.1.2　全放射率測定法

　3.2　放射率の事例紹介

　　3.2.1　材料ごとの全放射率の測定

　　3.2.2　表面形状の異なるコート材の全放射率の測定

4.　熱膨張率、及び熱応力

　4.1 熱膨張率、及び熱応力の評価方法

　　4.1.1 TMA法

　　4.1.2 収縮率．応力連続測定法

　4.2 熱膨張率、及び熱応力の事例紹介

　　4.2.1 TMA法によるエポキシ系封止材料の線膨張率測定

　　4.2.2 TMA法によるガラスエポキシ系プリント基板の熱膨張率．熱応力測定

　　4.2.3 熱硬化性工ポキシ樹脂の硬化収縮率．硬化収縮応力の測定

5.　熱物性の複合化～熱伝導率の熱膨張率補正～

おわりに

第2節　半導体パッケージ用放熱材料

第1項　半導体の発熱と熱設計・放熱材料の使用の考え方

足利大学　西　剛伺

はじめに

1.　半導体パッケージの大まかな分類

　1.1　集積回路向けの半導体パッケージ

　1.2　パワー半導体向けの半導体パッケージ

2.　半導体の発熱161

　2.1　集積回路の発熱

　2.2　パワー半導体の発熱

3.　半導体の熱設計墓礎と放熱材料の使用の考え方、非定常熱設計・熱制御163

　3.1　定常熱設計

　3.2　放熱材料の使用の考え方

　3.3　非定常熱設計・熱制御と熱インピーダンス分布

おわりに

第2項半導体パッケージ周辺用の放熱材料のための液晶性／結晶性化合物の開発

JNC石油化学株式会社　佐郷　弘毅　高田　章博　藤原　武

はじめに

1.　重合性液晶化合物（Polymerizable Liquid Crystal: PLC) について

　1.1　重合性液晶化合物とは

　1.2　重合性液晶化合物（PLC)の分子デザイン

2.　重合性液晶化合物（PLC)を用いた高熱伝導樹脂の実例

3.　5G、beyond5G (6G)に向けた材料開発の取り組み

おわりに

謝辞