第1部 : 放熱基板を取り巻く市場環境と材料技術動向

 近年、電力の有効利用に向けてパワーモジュールの普及が進み、
放熱基板は高耐圧、高放熱、高信頼性が求められる電鉄、車載用途
を中心に広く使用されている。
 今後、次世代半導体素子(SiC、GaN等)の普及に伴い、個々の部品
に対して、パワー密度の増加に伴う放熱特性の改善、使用温度の高温化
(175℃→250℃)に伴う耐熱性の向上が要望されており、高熱伝導化や
回路基板としての高信頼性に向けた種々の対応が図られている。
 本発表では、放熱構造も含めた放熱基板の技術開発状況について
報告を行う。

第2部 : 高熱伝導率化のためのc軸配向窒化ケイ素セラミックスの開発

 SiCパワーデバイス実用化に向けたサーマルマネージメントのために、
放熱基板の革新的性能向上は急務である。
 SiCパワーデバイスのより高い動作温度と大きな熱応力に耐えうる、
優れた機械的特性と熱伝導率を両立できる材料として、窒化ケイ素
(Si3N4)が注目されている。Si3N4は大きな熱伝導率異方性(理論値で
c軸方向に400W/(m・K)、a軸方向に180W/(m・K))をもつ。
 我々は、磁場を用いた配向プロセスにより、試料の厚さ方向にc軸
配向した高熱伝導率Si3N4基板を開発した。さらに、「使われてこそ
材料」という理念から、実用性の高い低磁場を利用する革新的プロ
セスの開発にも取り組んでいる。
 本講演では、これらの内容について紹介する予定である。

第3部 : 窒化アルミニウムウィスカー状フィラーの開発

※プログラム作成中※

第4部 : 窒化ホウ素焼結体の熱伝導度と樹脂用窒化ホウ素熱
伝導フィラーの開発

 六方晶窒化ホウ素(h-BN)は、グラファイトと似た構造を持ち、
軽い元素であるBとNが六角形状に強い共有結合で結びついた
六角網面層が弱いファンデルワールス結合で積層された構造を
有している。このa軸方向に相当する六角網面層は、強い共有
結合で結びついているため400W/mK程度の高熱伝導を有して
いると言われているが、弱いファンデルワールス結合で積層した
c軸方向では2W/mK程度と報告されている。
 本講演ではまず、熱伝導異方性のあるh-BNを用い、高熱伝導
h-BN焼結体の可能性について報告するとともに、BNフィラーを
添加した樹脂複合材料の熱伝導性の改善についても報告する
予定である。

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放熱基板(セラミックス・樹脂)の 高熱伝導化に向けた材料技術動向

~SiN・AlN基板/AlN・h-BNフィラー添加樹脂基板の高熱伝導化技術~

ゴムタイムス社

趣旨

第1部 : 放熱基板を取り巻く市場環境と材料技術動向

 近年、電力の有効利用に向けてパワーモジュールの普及が進み、
放熱基板は高耐圧、高放熱、高信頼性が求められる電鉄、車載用途
を中心に広く使用されている。
 今後、次世代半導体素子(SiC、GaN等)の普及に伴い、個々の部品
に対して、パワー密度の増加に伴う放熱特性の改善、使用温度の高温化
(175℃→250℃)に伴う耐熱性の向上が要望されており、高熱伝導化や
回路基板としての高信頼性に向けた種々の対応が図られている。
 本発表では、放熱構造も含めた放熱基板の技術開発状況について
報告を行う。

第2部 : 高熱伝導率化のためのc軸配向窒化ケイ素セラミックスの開発

 SiCパワーデバイス実用化に向けたサーマルマネージメントのために、
放熱基板の革新的性能向上は急務である。
 SiCパワーデバイスのより高い動作温度と大きな熱応力に耐えうる、
優れた機械的特性と熱伝導率を両立できる材料として、窒化ケイ素
(Si3N4)が注目されている。Si3N4は大きな熱伝導率異方性(理論値で
c軸方向に400W/(m・K)、a軸方向に180W/(m・K))をもつ。
 我々は、磁場を用いた配向プロセスにより、試料の厚さ方向にc軸
配向した高熱伝導率Si3N4基板を開発した。さらに、「使われてこそ
材料」という理念から、実用性の高い低磁場を利用する革新的プロ
セスの開発にも取り組んでいる。
 本講演では、これらの内容について紹介する予定である。

第3部 : 窒化アルミニウムウィスカー状フィラーの開発

※プログラム作成中※

第4部 : 窒化ホウ素焼結体の熱伝導度と樹脂用窒化ホウ素熱
伝導フィラーの開発

 六方晶窒化ホウ素(h-BN)は、グラファイトと似た構造を持ち、
軽い元素であるBとNが六角形状に強い共有結合で結びついた
六角網面層が弱いファンデルワールス結合で積層された構造を
有している。このa軸方向に相当する六角網面層は、強い共有
結合で結びついているため400W/mK程度の高熱伝導を有して
いると言われているが、弱いファンデルワールス結合で積層した
c軸方向では2W/mK程度と報告されている。
 本講演ではまず、熱伝導異方性のあるh-BNを用い、高熱伝導
h-BN焼結体の可能性について報告するとともに、BNフィラーを
添加した樹脂複合材料の熱伝導性の改善についても報告する
予定である。

日時 2016年06月20日10:20~16:40
地域 東京都
会場 東京・品川区大井町 きゅりあん 5F 第4講習室 会場地図
講師 第1部 : 放熱基板を取り巻く市場環境と材料技術動向(10:20~11:40)  デンカ(株) セラミックス研究部 部長 廣津留 秀樹 氏 、 第2部 : 高熱伝導率化のためのc軸配向窒化ケイ素セラミックスの開発(12:20~13:40)  (公財)神奈川科学技術アカデミー 研究員 高橋 拓実 氏 、 第3部 : 窒化アルミニウムウィスカー状フィラーの開発(13:50~15:10)  名古屋大学 未来材料・システム研究所 附属未来エレクトロニクス集積研究センター 教授 宇治原 徹 氏 、 第4部 : 窒化ホウ素焼結体の熱伝導度と樹脂用窒化ホウ素熱伝導フィラーの開発(15:20~16:40)  香川大学 工学部 材料創造工学科 准教授 楠瀬 尚史 氏
受講料 48,600円
主催会社 サイエンス&テクノロジー<S&T>
お申込み

プログラム

第1部 : 放熱基板を取り巻く市場環境と材料技術動向(10:20~11:40)
 デンカ(株) セラミックス研究部 部長 廣津留 秀樹 氏

 1.放熱基板の用途と要求特性
 
 2.樹脂基板(高熱伝導アルミニウム基板)
  2.1 高信頼性に向けた取り組み
  2.2 高耐熱性に向けた取り組み
  2.3 高放熱性に向けた取り組み(高熱伝導フィラーについて)
   ・球状アルミナフィラー
   ・窒化アルミニウムフィラー
   ・窒化ホウ素フィラー
 
 3.セラミックス基板(窒化アルミニウム基板、窒化珪素基板)
  3.1 絶縁層(セラミックス)からの取り組み
  3.2 メタライズ層、回路金属からの取り組み
 
 4.高放熱化に向けた放熱構造の取り組み
 

  □質疑応答・名刺交換□

 

第2部 : 高熱伝導率化のためのc軸配向窒化ケイ素セラミックスの開発(12:20~13:40)
 (公財)神奈川科学技術アカデミー 研究員 高橋 拓実 氏

1.SiCパワーデバイス用放熱基板
 2.Si3N4セラミックス
  2.1 Si3N4とは
  2.2 高熱伝導率化のための微構造制御
 3.磁場配向法により作製された高熱伝導率Si3N4セラミックス
  3.1 超伝導磁石による高磁場を利用した配向プロセス
  3.2 実用的な革新的低磁場による配向プロセス
 4.今後の展望
 5.総括

  □質疑応答・名刺交換□

 

第3部 : 窒化アルミニウムウィスカー状フィラーの開発(13:50~15:10)
 名古屋大学 未来材料・システム研究所 附属未来エレクトロニクス集積研究センター 教授 宇治原 徹 氏

 ※プログラム作成中※

 

第4部 : 窒化ホウ素焼結体の熱伝導度と樹脂用窒化ホウ素熱伝導フィラーの開発(15:20~16:40)
 香川大学 工学部 材料創造工学科 准教授 楠瀬 尚史 氏 

1.h-BN
  1.1 h-BNの構造
  1.2. h-BNの位置づけ                                                                   
 2.高熱伝導BN焼結体                                                                   
  2.1 焼結助剤の影響                                                           
  2.2 BN粒径の影響                                                                                                                                       
 3.高熱伝導ハイブリッド材料                                                     
  3.1 BN凝集体添加エポキシハイブリッド材料の熱伝導度                                                                      
  3.2 ホウ素源としてBを用いたBNフィラーの合成とハイブリッド材料の熱伝導度
  3.3 ホウ素源としてB4Cを用いたBNフィラーの合成とハイブリッド材料の熱伝導度

  □質疑応答・名刺交換□