複合材の特性

 

当社は 「銅 と 黒鉛」 を使用した複合材によって、
熱伝導率800W/Km以上の放熱基板を製作しています。

 

 

複合材の特性

 



顕微鏡(SEM)写真

 

写真1の黒い部分が、天然黒鉛です。白い部分が銅です。
このように非常にきれいな並びのため、熱伝導率が高くなっています。

 

Cu-C複合材の特性

 


 






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黒鉛量が多くなると強度が低下するので、10vol%Cu以下は製作が非常に困難



 

 

上記3種データの所得には広島県立総合研究所 西部工業技術センターの協力を得ています





 


黒鉛を増やすと熱伝導率は大幅に向上する。
当社複合材の熱伝導率は800W/mK以上の数値。
12.5vol%Cu辺りが当社製造の限界。

 






熱伝導率による熱の拡がり模式図






 

各種測定データ


1、ヒートシンクの空冷評価
















・開発品の風速は2.5 m/s、市販Alヒートシンクの風速は4.0 m/s。
 開発品の方が通風断面積が小さいため圧力損失が大きい。
・開発品は市販Alヒートシンクに比べて熱抵抗が低い(温度が上がり難い)
・市販Alヒートシンクは発熱量が増えると温度上昇量が増加するが、開発品は温度上昇量が一定
⇒放熱容量に余裕がある


 

2、半導体を実装したヒートスプレッタの水冷評価





従来のモジュールの積層状態に比べ新規開発モジュールは下図の様に簡素化した。
また、開発材は新たに開発した 銅-炭素の複合材を使用した。

 





過渡熱抵抗と構造関数を用いて測定した結果、
開発品は従来品(銅板)に比べて熱抵抗が8%低く、重量は44%軽減され、
ジャンクション - ケース間の熱抵抗が低くなっており従来の銅ベース板に比べ、
熱容量が少ない。

つくば産総研先進パワーエレクトロニクス研究センター評価

 

 

銅-炭素複合材 (Cu-C)放熱基板

 

当社は銅と天然黒鉛の複合材によって、800W/Km以上の世界最高の値をで安定的に焼結することが出来ます。

 

 

 

 


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