| Project/Area Number |
22K14196
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 19020:Thermal engineering-related
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
木伏 理沙子 富山県立大学, 工学部, 講師 (30781596)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 熱伝導率測定 / サーマルマネジメント / パワーエレクトロニクス / 熱伝導率 / 電子機器 / 接触熱抵抗 |
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| Outline of Research at the Start |
エネルギー問題の解決に向けた省エネルギー技術として、電力損失が少なく高効率であるワイドバンドギャップ（WBG）半導体を搭載した電子機器が期待されている。しかし、WBG半導体は発熱量が非常に大きく高温に達するため、その電子機器を安全に駆動させるための設計を行う必要がある。正確な設計を行うためには、あらかじめ電子機器を構成する各部材の伝熱特性を正確に把握する必要がある。特にWBG半導体を接合するための材料として期待される銀焼結体は高温にさらされるが、銀焼結体の高温下での伝熱性能は完全には明らかではない。そこで本研究では、銀焼結体の高温下での伝熱性能を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、次世代半導体デバイスの接合剤として期待されるAg焼結体の伝熱特性の評価を目的とする。伝熱性能評価のための試験機の試作から開始し、Ag焼結体の伝熱特性の評価を目指す。
従来の定常法を用いた測定器ではAg焼結体の正確な伝熱性能評価が難しいため、試験機の開発から行う必要がある。特に次世代半導体デバイスは従来の半導体デバイスと比較して高温環境での使用が想定されているため、高耐熱・高熱伝導率の材料で接合される必要がある。このような高熱伝導率材料の熱伝導率測定では、定常法の採用が困難であるとされているため、新たに高熱伝導率材料における定常法熱伝導率測定試験機を制作する必要がある。初年度(R4年度)については、前述のような材料の熱伝導率を定常法で測定するための試験機を実現するため、数値解析を用いて設計し、その試験機の試作を開始した。本年度はその試験機の製作が完了したものを用いて、熱伝導率既知の材料を測定することで試作した試験機の熱伝導率測定精度を評価した。予想されるAg焼結体の熱コンダクタンスと比較して低い材料を測定したが、この測定の結果からはAg焼結体の熱伝導率を正確に測定するためには測定精度をより向上する必要があることがわかったため、再度課題抽出を行なった。その課題を解決するため再度、数値解析を用いて設計を行い、新たな試験機を試作した。その試験機の試運転を開始し、測定精度の検証を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度に設計し、本年度に完成した試作試験機の熱伝導率測定装置の精度が、正確なAg焼結体の熱伝導率測定のためには不十分であることから、再度試験機の設計を行なったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度再度試作した試験機を用いて、既知の材料の熱伝導率測定をすすめ、測定精度の評価を行う。R4年度の試作機の測定精度と比較して、測定器の精度向上のための課題の抽出を行う。高精度な測定が実現した場合には、Ag焼結体の定常法による熱伝導率測定に入る予定である。
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