Evaluation of Heat Transfer Characteristics Considering Thermal Contact Resistance between Sintered Ag Particles and Metallic Solid Using Steady-State Method

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K14196
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 木伏 理沙子 富山県立大学, 工学部, 講師 (30781596)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• 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

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。

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。

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。

Causes of Carryover

熱伝導率の測定精度評価のため購入予定であった熱伝導率既知材料を、次年度に購入にするため。