게시 및 게시 날짜 : 2008/10/15

열전 전도도가 높은 무기 입자 분산 바카라 룰 복합 필름

-고도로 분산 가능한 붕소 질화물 필러가있는 구성 바카라 룰-

포인트

  • 무기 입자로 분산 된 바카라 룰 복합 필름을 사용하여 최대 7W/m ℃의 열전도율을 달성
  • 성공적으로 균일하게 분산 된 붕소 질화물 필러
  • 전자 장치 및 자동차에 사용되는 열 소산 성분에 적용될 것으로 예상


요약

바카라 커뮤니티 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST")고급 제조 프로세스 연구 부서[Research Division Director Mitome Hideto] Advanced Sintering Technology Research Group의 이사 인 Wattori Koji 및 연구원 Sato Koyasu는보로 닉 질화물필러유기 용매와 바카라 룰에서 명확 해졌습니다 이렇게하면 필러 (분산 입자)를 바카라 룰과 쉽게 결합 할 수 있으며 비쌉니다열전도도로 분산 된 무기 입자와 함께 바카라 룰 복합 필름을 성공적으로 제작했습니다

전자 및 통신 장비, 조명 장비 등이 점점 더 작아지고 성능이 향상됨에 따라 열 소산의 중요성이 크게 인식되었으며, 열 소산 효과가 높은 바카라 룰 부품의 개발이 수행되고 있습니다 지금까지, 바카라 룰의 열 소산 효과를 향상시키기 위해, 산화물과 같은 무기 분말은 일반적으로 높은 열전도율을 달성하기 위해 충전제로 첨가된다 그러나, 산화물보다 열 전도도가 높고 열 소산 효과를 향상시킬 것으로 예상되는 질화물 충전제는 바카라 룰으로 균일하게 분산되기가 매우 어려웠다 이번에는 표면에 많은 양이 있습니다기능 그룹유기 용매 또는 바카라 룰이 있습니다Affinity높은 붕소를 사용하여 높은 8926_8959 |, 폴리머 (바카라 룰)바니시에 분산되어 있습니다 촉진되었고, 무기 입자 분산 바카라 룰 복합 필름의 열전도도가 크게 개선되었다

이 연구 결과는 바카라 룰 Advanced Manufacturing Process Research Division Workshop, "플라스틱 구성 요소 및 연구 개발 상태의 최신 트렌드 - 무기 재료와의 융합"에서 발표 될 예정입니다 2008 년 10 월 31 일 도쿄에서 개최 될 예정

높은 열 전도도 무기화물 필러가 분산 된 플라스틱 복합 필름이 높은 열전도도의 사진

붕소 질화물 필러로 분산 된 높은 열전도율을 갖는 무기 입자 분산 바카라 룰 복합 필름


개발의 사회적 배경

전자 및 통신 필드의 빠른 개발, 전자 회로의 높은 통합 및 반도체 패키지의 소형화 및 밀도로 인해 생성 된 열을 효율적으로 소멸시킬 수있는 바카라 룰 기판 및 패키지가 필요합니다 또한 차세대 휴대용 정보 장치에서는 휴대용 편의성을 고려하여 열 전도성이 높은 필름에 대한 기대가 높습니다 조명 목적으로 LED 제품에는 높은 출력과 높은 밝기가 필요하지만 LED로부터 열을 완전히 소산하기가 어렵 기 때문에 높은 밝기를 달성하기가 어려워 지므로 LED의 바카라 룰 기판에는 높은 열전도율이 높아집니다

탁월한 성형 및 높은 자유 수준의 디자인이있는 바카라 룰 재료는 자동차 관련 분야에서도 사용됩니다 제품의 소형화 및 성능 개선으로 인해 열 발생을 다루기 위해서는 열 소산 조치가 필요하며, 이는 지금까지 큰 문제가되지 않았으며 높은 열전도율에 대한 수요가 증가하고 있습니다

일반 목적 바카라 룰 재료의 현재 열 전도도는 01 ~ 05 w/m ℃입니다 알루미나 또는 실리카와 같은 산화물 충전제를 첨가하여 바카라 룰의 열전도율을 높일 수 있습니다 그러나, 그림과 같이 1, 산화물 충전제 단독의 열 전도도는 1 내지 6 w/m ℃에서 낮으며, 이들 첨가 될 때에도 무기 입자-분산 바카라 룰 복합 재료의 열전도율은 1 내지 3 w/m ℃로 남아있다 그러나, 이들 충전제는 산화물 충전제보다 재료의 표면에 존재하는 기능 그룹이 적으며, 따라서 유기 용매에서 분산 성이 좋지 않다 또한 바카라 룰과의 친화력이 낮기 때문에 바카라 룰에 균일하게 분산하기가 어려웠습니다

다양한 무기 충전제의 특성

그림 1 : 다양한 무기 충전제의 열전도율
(측정 된 값은 성형 필러를 제조하고 열전도율을 측정하고 다공성을 교정함으로써 얻어졌습니다)

연구 이력

바카라 룰의 고급 제조 공정 연구 부서 인 Advanced Sintering Technology Research Group은 무기 입자를위한 분산 기술, 무기 재료 표면의 조건 평가 기술 및 표면 처리 기술에 대한 연구 개발을 수행하고 있습니다 이의 일환으로, 우리는 열전도율이 높은 질화물 중 질화 붕소에 중점을 두 었으며 다양한 연구 및 개발을 수행했습니다

연구 컨텐츠

무기 충전제 (입자)를 첨가하는 것은 바카라 룰의 열 전도도를 증가시키는 데 효과적입니다 무기 충전제가 다음 조건을 충족하는 것은 유리합니다

(1) 높은 열전도율을 나타내는
(2) 미세 입자
(3) 유기 용매 및 바카라 룰과의 친화력을 향상 시키려면 입자의 표면을 사용해야합니다

이번에는 무기 재료 중에서 비교적 높은 열 전도도를 갖는 질화 붕소가 필러로 사용되었다 (도 1) 붕소 질화물 미세 입자의 표면은 -OH 그룹 (하이드 록실기), -nH2그룹 (아미노 그룹)과 같은 기능 그룹이 있지만, 이들은 주로 붕소 질화물 결정의 끝면입니다 (붕소 원자와 질소 원자가 교대로 결합되는 육각형 메쉬 구조를 갖는다라미네이트 표면)와의 직교 측면의 붕소 원자에 공유 적으로 연결됩니다 (그림 2) 이들 기능 그룹은 붕소 질화물 분말 충전제를 유기 용매에 더 쉽게 분산시킬 수있게한다 또한, -oh 그룹이 있기 때문에, 충전제 및 바카라 룰은 커플 링 제를 통해 -oh 그룹을 통해 결합 될 수있다 반면에, 질화 붕소 결정이 너무 많이 자라고 입자가 거칠어지면 바카라 룰에 균일하게 분산되기가 어려워집니다

붕소 질화 붕소 및 기능적 그룹의 결정 구조의 그림

그림 2 : 질화 붕소의 결정 구조 (육각형) 및 가장자리에 묶인 기능 그룹


사용 된 붕소 질화 붕소 필러의 전자기

그림 3 붕소 질화물 필러의 전자 현미경 사진

이 연구에서, 다양한 붕소 질화물 입자를 평가하고, 유기 용매에서 우수한 분산 성을 나타내는 입자를 충전제로 사용 하였다 무화과 도 3은 충전제의 전자 현미경 사진을 보여준다 충전제의 평균 입자 크기는 대략 08 μm (마이크로 미터)이며 대략 균일 한 크기의 미세 입자입니다 이들 붕소 질화물 입자는 적층 표면의 방향에서 결정 성장을 억제하고 라미네이트 표면의 영역보다 더 큰 가장자리 표면적을 갖는 미세 입자이다

 


이 연구에 사용 된 붕소 질화물 필러의 경우확산 된 반사 적 적외선 분광법 측정에 의해 얻어진 적외선 스펙트럼 그림에 나와 있습니다 A로 표시된 범위 내의 흡수 대역 (아래쪽으로 돌출 피크)은 붕소 원자에 공유 결합 된 -oh 그룹의 흡수 대역이다 또한, B로 표시된 범위 내의 흡수 밴드는 붕소 원자 -NH에 공유 결합된다2그룹의 흡수 대역입니다 이 기능 그룹 중 다수는 결정의 가장자리에 존재합니다 또한, 두 흡수 밴드는 고온에서 관찰되었고 압력 감소, -OH 그룹 및 -NH2그룹이 안정적임을 나타냅니다 이들 안정적인 기능 그룹은 필러와 유기 용매 및 바카라 룰 사이의 친화력을 향상시킨다

붕소 질화물 필러의 가열 된 확산 반사 적외선 분광학의 결과

그림 4 : 붕소 질화물 필러의 적외선 분광법에서 가열 된 확산 반사 결과

이 시간에 사용 된 붕소 질화물 충전제의 개략도는도 5 (a)에 나와 있으며, 상업적으로 이용 가능한 다른 제품의 개략도가 (b)에 도시되어있다

붕소 질화물 필러의 개략도

그림 5 붕소 질화물 필러의 개략도
이번에 사용 된 필러 (a) 및 기타 상업용 제품 (b)

다른 상업적으로 이용 가능한 붕소 질산화물 충전제의 확산 반사 적외선 분광법은 -OH 그룹 및 -NH2그룹의 흡수 밴드 강도는 작고 기능 그룹의 양은 매우 작다는 것이 밝혀졌습니다 이것은 정상 붕소 질화물 입자의 합성에서 (0001) 표면이 우선적으로 결정을 자르고 입자의 가장자리 표면의 영역이 비교적 감소되기 때문이다 따라서,도 1에 도시 된 붕소 질화물 충전제에서 도 5 (b), 전체 충전제에서 기능 그룹의 양은 작으므로 유기 용매에서 분산 성이 나쁘다 분산이 열악한 경우, 충전제가 응집되고 공기 층이 남아있어 열전도율이 떨어집니다

이번에 사용 된 붕소 질화물 필러폴리 익산바니시 외에도반죽두께가 약 100 μm (마이크로 미터) 인 무기 입자 분산 바카라 룰 필름을 열 압축에 의해 제조 하였다 무화과 도 6은 붕소 질화물 필러가 분산되는 폴리 아미드 필름에 열전도도와 첨가 된 필러의 양 사이의 관계를 보여준다 충전제가 증가함에 따라 열전도율이 개선되었고 60% 첨가 된 열 전도도는 7 w/m ° C에서 높았다

붕소 질화물 필러로 분산 된 플라스틱 복합 필름의 열전도도와 필러 첨가 양 사이의 관계 그림

그림 6 : 붕소 질화물 필러로 분산 된 바카라 룰 복합 필름의 열전도도와 충전제의 관계

미래 계획

얻은 지식을 바탕으로 다양한 충전제와 유기 재료를 결합하고 열전도율을 더욱 향상시키는 작업을 계속할 것입니다


터미널 설명

◆ 붕소 질화물
질소와 붕소로 만들어진 화합물이며 높은 열전도율, 높은 윤활성 및 높은 전기 절연을 나타내는 물질입니다 질화 붕소는 다른 결정 구조를 갖는 결정 시스템을 가지고 있지만,이 연구에서 우리가 다루는 붕소는 육각 구조와 유사한 저압 결정이다[참조로 돌아 가기]
◆ 필러
재료의 열 및 기계적 특성과 같은 성능을 향상시키기 위해 추가 된 입자[참조로 돌아 가기]
◆ 열전도율
열은 물체의 고온 부분에서 저온 부분으로 이동하지만 열 전달의 용이성을 나타내는 지표입니다 단위는 W/M w[참조로 돌아 가기]
◆ 기능 그룹
반응을 일으키는 이온 또는 자유 라디칼[참조로 돌아 가기]
◆ 선호도
화학 반응을 통한 결합 수준[참조로 돌아 가기]
◆ Varnish
필름을 만드는 페인트[참조로 돌아 가기]
◆ 라미네이트 표면
정기적 인 규칙 성으로 결정의 쌓는 방향으로 얼굴 질화 붕소의 경우, 결정 학적으로 (0001) 평면으로 표현된다[참조로 돌아 가기]
◆ 확산 된 반사 적외선 분광법 측정
고체의 흡수 스펙트럼을 측정하는 방법 및 적외선 영역에서 흡수 대역을 측정하는 방법[참조로 돌아 가기]
◆ 폴리 아믹 산
주 사슬에 아미드 본드 -CO-NH-가있는 폴리머의 일반적인 용어[참조로 돌아 가기]
◆ 반죽
액체를 높은 점도와 혼합합니다[참조로 돌아 가기]


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