| 研究課題/領域番号 |
20K14777
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
稲葉 優文 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20732407)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | ダイヤモンド / 放熱シート / 伝熱シート / 電界整列 / 誘電泳動 / 複合材料 / 整列 / 電界 / 交流 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
絶縁体中最高の熱伝導率を持つダイヤモンドをフィラーとして柔軟な樹脂中に複合し、電界整列法によりフィラーを整列させることで、フレキシブル、高熱伝導率、電気絶縁性の伝熱シートを作製する。また、ダイヤモンドの量子センシング技術を応用し、伝熱シート内部の構造を３次元にマッピングして評価する技術の開発に挑戦し、伝熱シート内部の熱輸送路のミクロな構造が全体の熱伝導に与える影響を詳細に調査する。
|
| 研究成果の概要 |
電子デバイスの発熱を効率よく放熱するために、デバイスと放熱部の間に挿入する、材料表面の凹凸に追従し、高い熱伝導率をもつフレキシブル伝熱シートが要求される。本研究では、絶縁対中最高の熱伝導率を持つダイヤモンドをフィラーとして柔軟な樹脂中に複合し、電界整列法により熱輸送路を形成して充填率を下げながら、フレキシブル、高熱伝導率、電気絶縁性をもつ伝熱シートを作製を目指し、ダイヤモンド微粒子の誘電泳動特性の評価、および整列条件を考慮した伝熱シートの作製を行った。結果として、ダイヤモンド微粒子が60wt%導入された伝熱シートにて1W/mKの熱伝導率を得た。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電力駆動系の半導体デバイスの高性能化、高集積化に伴い、電子デバイスの発熱が問題になり、小さい素子から効率よく熱を逃がす、サーマルマネジメントの重要性が増している。特にパワーデバイスは温度で特性が大きく変化することに加え、配線などが熱膨張・収縮を繰り返すことにより疲労劣化し、最終的にデバイス破壊につながることも懸念される。
本研究では、このサーマルマネジメントに貢献する複合材料に、絶縁対中最高の熱伝導率をもつダイヤモンドを用いて、電圧印加という簡便な手法で高熱伝導率化を目指している。ダイヤモンドはヤスリ等に用いられる比較的安価なものを用いることで、コスト的な課題をクリアできる。
|
