2019 Fiscal Year Annual Research Report
Developement of inovative thirmal conductive composite insulating materal using electrostatic adsorption method
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18H01425
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
村上 義信 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10342495)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 熱可塑性ポリイミド / 六方晶窒化ホウ素 / コンポジット絶縁材料 / 電気的特性 / 熱伝導率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低コスト化による薄板化などの要求からセラミックスに変わる放熱特性と絶縁特性の両方の特性を兼ね備えた新たなる材料の開発が急務となっている。。当該研究では製法が簡単、スケールアップも用意、熱可塑性高分子においてもコンポジット材料の作製ができるなどの特徴をもつ静電吸着法を用いて放熱コンポジット絶縁板を作製した。絶縁破壊のっ強さ、熱伝導率などの物性、ならびにそれらの相互関係等も明らかにし、最も要求性能が高い自動車用パワーモジュールにも適用可能な放熱コンポジット絶縁板を静電吸着法を用いて創製することが当該研究の目的である。
各種条件下において熱可塑性ポリイミド（tPI）/窒化ホウ素（BN）コンポジット絶縁材料を静電吸着法にて作製し、各種電気特性および熱伝導率を評価した。
h-BNの含有量が増加するとDC-Fbのみが空間電荷の影響のため低下し、熱伝導率は熱伝導パスが増加するため、h-BNの含有量の増加ともに上昇する傾向を示すことがわかった。また、同一ロットのコンポジット粒子のtPI粒子被覆率を調整することによりコンポジット材料のh-BN含有量および熱伝導率を調整することができることが分かった。さらには、銅張材料の交流絶縁破壊の強さと銅なし材料のそれはあまり変化がなかったことから、作製した材料は金属との界面に電気的弱点となる微小気泡等が存在しないと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
材料の電気的・熱的基礎特性のみならず、工学的に重要かつ応用的な特性評価も実施できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記したように最終目標である自動車用パワーモジュールへの適用可能な特性（絶縁破壊強度100 kV/mm、熱伝導率10 W/mK）をもつ放熱性コンポジット絶縁材料の作製手順は確立されたため、機械的強度などの他の物性を評価するとともに、材料の面内均一性などさらなる電気的特性、熱的特性の向上を目指して放熱性コンポジット絶縁材料の開発を実施する。
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