【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NU0049

利用課題名 / Title

熱抵抗低減の為の接合界面断面観察

利用した実施機関 / Support Institute

名古屋大学 / Nagoya Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

接合、接合剤、低熱抵抗,電子顕微鏡/ Electronic microscope,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

前田 知宏

所属名 / Affiliation

輝創株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

中尾　知代

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NU-104：直交型高速加工観察分析装置
NU-106：試料作製装置群

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

低熱抵抗を実現した金属‐金属接合の接合メカニズムの解析を行うため、名古屋大学のFIB-SEMを利用して接合断面観察を行った。熱抵抗Zero(左図M4.0)を達成した接合の接合メカニズムの解明のために接合層の断面観察が必要となった。接合に用いた素材は水溶性ポリマーを主成分とする素材で内部に金属メッキを施した水に不溶性のポリマーを添加している。接合において加熱圧着することで金属メッキ不溶性ポリマーが溶融変形することで高い伝熱経路が形成されて、低い熱抵抗を実現したものと予測される。接合断面を切削と観察を繰り返すCut&seeモードを利用して取得される連続断面像を3次元再構築することで、上述の検証を行うことを目的とする。

実験 / Experimental

低熱抵抗を実現した金属‐金属接合の接合メカニズムの解析を行うため、名古屋大学のFIB-SEMを利用して接合断面観察を行った。（試験片の準備；輝創株式会社）T=1mmの2枚のアルミ平板をM8型CAM剤を、それぞれのアルミ板に塗布乾燥させた後、250°Cに加熱したホットプレス装置にて接合した。（熱抵抗の測定；名古屋市工業研究所）T=2mmと上述した接合試験片の熱抵抗を測定し、熱抵抗がZeroであることを確認した。（接合断面の観察；名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設）上述の接合試験片を、クロスセクションポリッシャー（NU-106）で切断研磨し、直交配置型高速加工観察分析装置（MI4000L: NU-104) で接合層の3次元観察を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

本接合では熱抵抗を低減することを狙って金属コーティングポリマー粒子を接合材に添加し、加熱圧着により接合を行った試験片を用いた。断面観察により添加した金属コーティングポリマー粒子同士が密着及び変形し、分散していた粒子が密着して熱の伝導経路を形成していることが確認できた。 接合層断面画像及び伝熱経路を明らかにした画像をFig.1に示す。なお、本接合材では添加した粒子割合は10w%以下となっており、高い熱伝導性能を達成するとともに、異種金属を含む金属ー金属の接合において15MPa程度の接合強度が実現する接合材となっている。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 SEM Image of jointed cross section

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

CAM接合；Chemical ＆Melting接合

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：2件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件