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シート状・板状材料の熱拡散率測定装置や繊維配向分布熱的評価装置などをご紹介！

【サーマルマイクロスコープTM　特長】 ■熱浸透率・熱伝導率を測定 ■測定分解能：最小3μm ■微小領域 ■サブミクロン薄膜 ■フィラー単体の熱伝導率 ■産総研計測標準部門との共同開発によりベテルが製品化 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

熱に関する疑問をササッと解決！　　熱のプロフェッショナルが、ご希望の日時に、ご希望の場所までお伺いします。

＜講演内容の一例＞ ・基本的な熱物性測定の方法 ・熱物性測定機器シリーズの開発秘話 ・日々進化する熱物性測定の技術動向 ・ベテル社独自の測定ノウハウ ・羽鳥研究員による「熱物性なんでも相談室」 企業・団体・学校・地方自治体などで、 「熱に関するセミナーをやって欲しい」という方はお気軽にお問合せください。 講演内容は、ご要望に応じてご変更いただけます。

半導体材料「Siウェハの熱物性」を熱拡散率を測定！

半導体の材料にはかかせない「Siウェハ」の熱拡散率が測定できます。 弊社で独自に入手したSiウェハの測定をご紹介します。 測定したのは下記の5種類。 それぞれp型／n型、ドープ量などが違うものです。 　１．ケイ素<0.02Ωcm／P,Low,100 　２．ケイ素>1000Ωcm／P,High,111 　３．ケイ素<0.02Ωcm／N,Low,100 　４．ケイ素<0.02Ωcm／N,Low,111 　５．ケイ素>1000Ωcm／N,High,111 当社のサーモウエーブアナライザーＴＡで測定しますと、 熱伝導率（熱拡散率） 　１．約120W/mK（74mm2/s） 　２．約140W/mK（87mm2/s） 　３．約120W/mK（76mm2/s） 　４．約120W/mK（75mm2/s） 　５．約140W/mK（87mm2/s） 　　　＊熱伝導率は熱拡散率の測定値と比熱と密度の文献値から計算。 熱伝導率的には、p型／n型でそう大きな差はないようです。 High、lowでは差が出るようですが。 詳細はお問合せください。

半導体レーザ 電極部を評価！！

半導体 電極部の熱物性評価ができます。 事例では、Au電極部の下にAl2O3の絶縁膜が存在する部分と、そうではない部分がありますが、サーマルマイクロスコープTM3で評価することで、熱浸透率の違いが観察されています。これは絶縁層による放熱性定価を可視化したことになります。

ヒートシンクの材料で知られる窒化アルミの開発に！

窒化アルミAlNは、絶縁性が高く、熱伝導率が高いため、 ヒートシンクやプリント基板の材料として、広く利用されています。 パワーデバイスやLEDなど単位面積当たりの発熱量が大きい材料として、 窒化アルミのような放熱材料は、今後ますます重要となってきます。 窒化アルミ（セラミックス）は、焼結法で作成されますが、 作成法により熱伝導率が大きく変化します。 近年では、作成法の高度化により、 高い熱伝導率をもつAlNが開発されています。 高い熱伝導率を持たせるためには、焼結状態の制御が重要ですが、 そのためには、微細な熱伝導率の分布を評価する必要があります。 従来の方法では、微細な領域の熱伝導率分布の測定は困難でしたが、 サーマルマイクロスコープＴＭ３なら、 最小3μmの分解能で熱伝導率の測定が可能です。

熱電素子材料開発に役立ちます！

熱電発電材料のひとつである『チタン酸ストロンチウム／SrTiO3』の測定事例の紹介です。 チタン酸ストロンチウムは、もともとダイヤモンド類似石として開発された材料で、超電導や誘電体基板分野で応用開発が進められているようです。現在は開発中ではありますが、毒性が低く、耐久性が高く、入手しやすい材料のようです。熱電効果を利用した発電を一般化させるためには重要と思われます。省エネは日本中、世界中が今後取り組まなければいけない課題であり、その中において熱電素子材料開発も加速することが予想されますし、現に弊社には熱電素子材料の測定依頼が数多く寄せられています。震災後、特に増えている傾向があり、省エネ世界に我々の測定技術が貢献できるならば、なんでも協力したいと思っております。当社のサーモウエーブアナライザーＴＡは、熱伝導率の異方性がある材料でも、同一ワークで測定できる装置です。測定依頼、個別のご相談も賜っておりますので、お気軽にご相談ください。

高熱伝導性材料の開発に役立ちます！　【半導体デバイスの冷却／ヒートシンク】

当社のサーモウエーブアナライザーＴＡは、カーボンナノチューブの非接触測定が可能です。カーボンナノチューブ(CNT)は円筒形の炭素の結晶です。 細い、軽い、丈夫。構造により半導体材料となるなどの優れた特徴を持っています。 また、導電性や吸着性を持つほか理論上、非常に高い熱伝導性を持つといわれています。 さまざまな分野でCNTの利用方法が検討されており、構造材料としては、アルミニウムの半分の軽さ、鋼鉄の20倍の強度、特に繊維方向の引っ張り強度ではダイヤモンドすら凌駕し、非常にしなやかな弾性力を持つため、将来軌道エレベータを建造するときなどのロープ素材に使うことができるのではないかと期待されています。実は、ノーベル賞受賞で一躍脚光を浴びたグラフェンよりも前に、発見・開発が進められていた材料なのです。残念ながら、グラフェンに先を越された格好になってしまっていますが、このCNTにはまだまだ知られざる可能性が秘められているのです。カーボンナノチューブ(CNT)は細長い構造をしているので、少量でもフィラー同士のネットワークができやすそうです。将来的には、柔軟でなおかつ高熱伝導性の材料の開発が期待できます。

グラファイトシートの異方性（面内方向・厚さ方向）が測定可能になりました！

面内方向に非常に高い熱伝導性を持つことで知られている「グラファイトシート」ですが、厚み方向の熱伝導性も重要です。熱拡散率の異方性が大きな材料を測定するのは簡単ではありませんが、当社のサーモウェーブアナライザでは、簡単に、精度高く、測定が可能です。

薄膜と微小領域の熱物性測定に。微小サイズ粒子も自在に測定可能

【主な特長】 ○薄膜と微小領域の熱物性測定に ○試料に金属薄膜を成膜し、加熱用レーザにより周期加熱 ○従来困難だった微小サイズ粒子も自在に測定可能 【その他の特長】 ○ＳｉＣ複合材料の評価 →粒子サイズは約１００μｍ、粒子はＳｉＣ（シリコンカーバイド） →次世代半導体材料（ワイドバンドギャップ半導体）、研磨用砥粒などに利用 ○樹脂中に埋め込んだフィラーの熱伝導率測定 →フィラー単独の熱物性値管理が可能 →さらなる熱伝導性向上に必要不可欠なデータが得られる ●詳しくはお問い合わせ下さい。

サーマルパッドの正しい熱伝導率を測定していますか？

測定したサーマルパッドの仕様 サイズ:40mm x 40mm x 5 mm 熱伝導率: 1.5 W/m・K 耐熱温度: 50～200（℃） 　　　　　　　　　　　 まずは、圧力を変えて試料を測定しました。 測定条件 試料温度：30℃ 圧力：200N,400N,600N,800N 図２　荷重と熱伝導率 荷重が増加するに従い熱伝導率が上昇し600Nでほぼ一定となりました。 荷重が不十分な場合、十分に材料とサーマルパッドが密着せず接触熱抵抗が大きくなり、 熱伝導率が低くなりますが、荷重が十分になると密着して接触熱抵抗が小さくなり、 熱伝導率が高くなります。 次に、温度を変えて試料を測定しました。 測定条件 試料温度：30℃、40℃、50℃ 圧力：600N 図３　試料温度と熱伝導率 試料温度上げるにしたがって熱伝導率は低下しました。 試料温度30℃と40℃で熱伝導率は3.3%低下したが、40℃と50℃では0.5%の低下でした。 すべての材料は多かれ少なかれ温度が変化すると熱伝導率も変化しますので、その影響を把握することは重要です。

薄くて小さな試料でも、熱伝導率の高い試料でも測定ができます！

【熱拡散率測定】 どちらの試料も黒く、カーボンスプレーによる黒化は不要です。因みにカーボンスプレーは表面にレーザー光を吸収させて、裏面からの赤外線放射を高めるために塗布します。 また、サーモウェーブアナライザで得られる物性値は熱拡散率です（試料が小さく熱伝導率も良い材料は、熱伝導率が直接測定できません。）。熱拡散率は比熱と密度から熱伝導率に換算することが可能です。 炭素系の材料は、温度依存性が大きく、レーザーを照射した際の熱の影響で試料温度が上昇すると、熱伝導率が変化します。今回は、室温付近の熱伝導率を測定したいので、レーザーの強度を変えつつ測定を行い、横軸にレーザー強度、縦軸に熱拡散率をプロットして、レーザー強度ゼロで外挿することにより、レーザーの温度上昇による影響を除いた熱拡散率を求めます。

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の熱伝導率測定ならお任せください。

さて、炭素繊維強化プラスチックは皆さんご存知のように、織り込んだ炭素繊維に樹脂を含侵させて作るため、板状材料の厚み方向と面方向で大きく熱伝導率が違ってきます。このような、材料は一般的な熱伝導率測定装置では測定が容易ではありません。株式会社ベテルのサーモウェーブアナライザであれば、異方性材料の測定が可能なように設計されていますので、簡単正確に測定が可能です。実際の測定事例をご紹介します。 試料サイズ：最大100mm×100mm、厚み2mmまで。試料サイズはΦ10mm以上であれば測定できます。正確にカットする必要はありません。 測定方向：厚み方向と面内方向の測定が可能です。マッピング測定も可能です。 測定物性値：熱拡散率、比熱、密度、熱伝導率