レーザーフラッシュ法を用いた界面熱抵抗の温度依存性評価

摘要

従来の家電製品のみでなく、現在では環境（エネルギー）、輸送（自動車）等の多くの産業製品に電子部品が使用されている。そhな中、電子部品の高集積化及び軽薄短小化は進み、それに伴いエネルギー密度は上昇し、熱対策が大きな課題となっている。よって、熱対策は、製品のパフォーマンスを決定する大きな要因となり、このような電子部品の熱対策として、絶縁で且つ高い放熱性を有する材料が市場より強く求められている。絶縁性を有する高熱伝導複合材料の開発はこれまで多くの検討がなされてきている。この様な高熱伝導性絶縁放熱シート、および基板を用いたパワーモジュールの模式図をFig. 1に示す。デバイスからの発熱を、半田、回路（銅）、そして放熱基材を介して、ヒートシンク（銅、アルミ,etc.）へ熱を逃がすと言う放熱設計となっている。昨今、次世代の半導体デバイスであるSiC、GaNの本格的な展開が期待されている。次世代半導体デバイスであるSiCの特徴の一つとして、高温（150°C超）下での使用が可能とされている。従って、SiC適合の放熱材料は、高温時の高い放熱性が求められる。放熱材料単身の熱伝導率の温度依存性評価は、レーザーフラッシュ法により簡便に求めることが出来る。しかしながら、実使用上の構成は、発熱体/放熱材料といった界面が必ず存在する為、界面熱抵抗も加味した温度依存性評価が必要となる（Fig2）。本研究では、複合材料におけるレーザーフラッシュ法を用いた界面熱抵抗の導出検討を温度依存性評価も含めて行った。