Products

熱対策用窒化
アルミニウムウィスカーとは

窒化アルミニウム(AlN)は電気絶縁性の
セラミックスでありながら熱伝導度が
金属アルミニウムに匹敵する値をもつ材料です。
AlNの高アスペクト比単結晶は樹脂やゴム、
接着剤、オイルへ充填すると、低充填率で高い放熱性能を
有する絶縁性の複合材料を作ることが出来ます。
AlNウィスカーを充填した材料(高放熱樹脂等)により、
電子機械の熱経路を自在に制御することが可能になり、
冷却機構の排除による莫大な省エネ化が期待されます。
当研究グループでは、AlNウィスカーの高効率大量合成手法を確立しました。

  • 高アスペクト比繊維状AlN 低含有量で高熱伝導率実現

  • 安定した単結晶と表面パッシベーション構造 NH3が発生しない

  • 大量合成方法確立 開発用途で商業販売中

AlNウィスカー資料ダウンロード(pdf形式)

Tasks

放熱課題とサーマルマネジメントの重要性

モバイルデバイスの普及により、放熱事故がひとごとでは、なくなってきています。
製品の問題はメーカー自体の営業への影響は非常に大きく
後の活動や企業への印象へと広域に見込まれます。
そこで、サーマルマネージメントを行っていくことが重要です。
メーカー様で思い当たる節として、このようなことは、ありませんか?

  • モバイル端末

    処理速度低下・バッテリー劣化

  • パワーデバイスモジュール

    局所発熱増

  • 高輝度LED

    輝度低下・短寿命化・大容積化

放熱フィラ−の課題

絶縁樹脂の放熱性を高めるには、樹脂の中に放熱フィラーを充填する必要があります。
従来技術では、高い熱伝導性能を発揮するために80%以上の充填が必要となりました。
簡単にいうと、セラミックスのカタマリとなり加工しづらく、曲がりにくいという問題があります。

既存品

  • 大量充填

  • 低熱伝導性

  • 硬質

  • 大重量

AlNウィスカー

  • 少量充填

  • 高熱伝導性

  • 柔軟化

  • 軽量化

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AlNウィスカーフィラー充填パターン

ここで一度、充填パターンによる放熱の動きを
従来の(AlN/AlO)球状フィラーと比較してみます。
充填パターンは、製品により異なることを見込んでいます。

熱の動き

  • 球状フィラーのみ

    高熱伝導には充填が必要

    フィラーが接近しているところでは熱パスが発生するが局所的で高い電熱性が必要です。

  • 球状フィラー + AlNウィスカー混

    低い充填で高熱伝導

    球状フィラーをウィスカーがつなぐことで広範囲で熱パスが発生し低い充填で高い熱伝導性を実現できます。

  • AlNウィスカーのみ

    極めて高い熱伝導実現

    ウィスカーフィラーの繊維方向に長く高密度な熱パスが発生し極めて高い熱伝導性を実現します。

液相-気相成長によるAlNウィスカーの高効率合成
低充填で高い放熱性能を発揮

AlNウィスカーと他材料(例: 樹脂)低充填で
従来型フィラーと比べ、高い放熱性能を発揮します。

AlNウィスカー含有複合材料のイメージ図

樹脂複合材料における熱伝導率の理論予測

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Prospect

放熱フィラーマーケットは、拡大していく!

現在のフィラー材主な内訳

集積回路やLED、自動車などの熱対策のために、熱制御・放熱部材の世界的需要は年々拡大しており、
2018年には7000億円を超える市場が見込まれています。
高熱伝導性を有するにも関わらずフレキシブルなAlNウィスカー複合材料は、これらの需要に応えます。

  • 小型・高性能化高放熱性・高絶縁性
  • フレキシブル化高柔軟性
  • 省エネルギー化軽さ・成形性の良さ

様々な需要に応えるAlNウィスカー複合材料

  従来型フィラー樹脂 AlNウィスカー含有樹脂
放熱性
絶縁性
柔軟性 ×
透明性
断熱性
加工性 ×

これからの需要への応答として

これからは、50W/mKクラスの絶縁樹脂の需要が見込まれます。
AlNウィスカーフィラーは、金属レベルの能力を発揮し、
来るべき未来に応えていきます。

  • 電池性能アップ革新的デバイス設計
  • 広い車内インテリアの設計低温度差回路の実現
  • 極限条件下での設計究極の信頼性の構築

多様なメーカー様へ
高放熱複合材料の共同開発を開始します

当研究グループではAlNウィスカーを生成するための専用大型炉を整備し、
より大量合成できる体制を整えております。
樹脂複合材料で製品製造されている多様なメーカー様
との共同研究・開発を進めていきたいと考えております。
一度、お気軽にお問い合わせください。

該当メーカー様

(樹脂油脂・ゴム・染料・紙・合成繊維等)化学メーカー様、
(金属・土石・ガラス等)材料メーカー様、
自動車、自動車部品メーカー様、
電子部品、デバイス、機械メーカー様

提供タイプ

*長さ数10un~100umAlNウィスカーフィラーのご提供可能

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