富士通 高熱伝導CNT接着シートを開発、放熱材実用化へ

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2020年4月24日

 富士通はこのほど、同社グループの研究開発の子会社「富士通研究所」が、最高で100w/mk(ワット/メートル・ケルビン)と極めて高い熱伝導性を持つカーボンナノチューブ(CNT)から構成された接着シートを世界で初めて開発したと発表した。

カーボンナノチューブ接着シート 
カーボンナノチューブ接着シート

 グローバルで実用化が進むEVは、ガソリン車よりも高コストかつ走行距離が十分でないことが普及のネックとなっている。

 EVに装備されているパワーモジュールには、長い航続距離のニーズから消費電力の低減が求められており、近年は、EV向けモジュールの小型化・軽量化・低消費電力化や、低コスト化が実現可能なシリコンカーバイド(SiC)やガリウムナイトライド(GaN)をシリコンの代替素材として適用した半導体素子の開発が進む。しかし、モジュール小型化に伴い、放熱材料や接合材料などの部品にもこれまで以上の高温耐性や高熱伝導性が求められている状況だ。

 一方、CNTは、高い熱伝導性を持つため、半導体素子などの熱源から熱を逃がすための放熱材料として活用が期待されているが、形状が崩れやすく扱いが困難なため、実用化には使いやすさの点で課題があった。

 そうした中、同社は、垂直方向に並んだCNTを本来の特徴である高い熱伝導性と柔軟性を損なうことなく、配列を保持したままラミネート加工する技術と、十分な接着性を保持したまま接合する技術により高熱伝導CNT接着シートを開発。インジウムを原料とする放熱材料(インジウムシート)と界面抵抗も含めた実測値により比較した結果、最大で3倍の熱伝導率を確認した。

カーボンナノチューブ接着シート
カーボンナノチューブ接着シート

 また、同シートは、接着層および保護層と一体でラミネート化されているため、容易に裁断加工やハンドリングが可能となるとともに、接着を必要とする用途への展開が可能となる。これらの技術により、EV向けの車載パワーモジュールをはじめとする、CNTの放熱材料としての実用化が可能となる。

 同社は、CNT接着シートの使用を材料メーカーなどへライセンスしていくことで実用化を目指す方針だ。