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ー究極の材料と加⼯技術による技術⾰新をー

株式会社U-MaP(ユーマップ)宇治原 徹名古屋⼤学未来材料・システム研究所未来エレクトロニクス集積研究センター・教授

名古屋⼤学⼤学院工学研究科マテリアル理工学専攻材料工学分野・教授（兼任）

国⽴研究開発法人産業技術総合研究所中部センター窒化物半導体先進デバイスオープンイノベーションラボラトリ副ラボ⻑（クロスアポイントメント）株式会社 U-MaP 代表取締役会⻑兼 CEO, CTO

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前田 孝浩株式会社三幸 取締役株式会社U-MaP 代表取締役社⻑兼 COO

株式会社U-MaPは名古屋大学発ベンチャーです。

放熱問題とサーマルマネージメント

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デバイスのハイパワー化・集積化 発熱量の増⼤と加熱集中 性能劣化・短寿命化

処理速度低下・バッテリー劣化

輝度低下・短寿命化・⼤容積化

局所発熱増

モバイル端末

⾼輝度LED

パワーデバイスモジュール

AlN(窒化アルミニウム)ウィスカーとは

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10 mm

Alumina boat

AlN whisker ⼤量合成⽅法を確⽴

開発用途で商業販売中

超⾼アスペクト比繊維状AlN

低含有量で⾼熱伝導率を実現1 μm

安定した単結晶と表面パッシベーション構造

NH3の発生無し⦿AlN[1120]

0001

1100

放熱フィラーの課題

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絶縁樹脂の放熱性を高めるには

� 曲がらない� 加⼯できない� 重い

少充填量

⾼熱伝導性

柔軟・軽量AlNウィスカー

樹脂

充填量20%数十W/mK

樹脂の中に放熱フィラーを充填⾼い熱伝導性能

80%以上の充填

ほとんどセラミクスのカタマリ

原料構成比

既存品

セラミクスフィラー

充填量80%数W/mK

【従来技術】

AlNウィスカーフィラー充填パターン

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(AlO/AlN)球状フィラーのみフィラーが近接している所で局所的に熱パスが発生

高熱伝導性を得るには非常に高い充填量が必要

(AlO/AlN)球状フィラーAlNウィスカーフィラー混在球状フィラーをウィスカーが繫ぐ事で広範囲で熱パスが発生

低い充填量で⾼い熱伝導性を実現

AlNウィスカーフィラーのみウィスカーフィラーの繊維⽅向に⻑く高密度な熱パスが発生

極めて⾼い熱伝導性の実現が可能

AlNウィスカーの放熱性能

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ナイロン樹脂中の低濃度領域での評価は、アスペクト比25-50の範囲で予測値とフィット

各種樹脂材料における⾼濃度領域の熱伝導率評価中

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70

熱伝導率

(W/m

K)

フィラー充填率 (vol%)

【Yamada-Ota model】

500

10050

2010

樹脂 0.21 W/m・KAlN 270 W/m・K

ウィスカー

アスペクト比(L/D)

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

熱伝導率(W/mK)

AlNウィスカーフィラー充填率[vol%]

1

10

50

100

25

樹脂 0.21 W/m・KAlN 270 W/m・K

【ナイロン樹脂へのAlNウィスカー充填実測値】

放熱フィラー既存マーケット

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アルミナ

窒化アルミニウム

窒化ホウ素

放熱フィラーマーケット(M￥)－市場規模80億〜100億円/年－

従来フィラーと混合することで、10~20W/mK程度まで熱伝導率が向上

＋・アルミナ・窒化アルミニウム・窒化ホウ素

高熱伝導基板材料

高熱伝導封止材

高熱伝導樹脂

TIM材

50W/mKクラス絶縁樹脂(新規需要)

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AlNウィスカーフィラーのみで実現する⾦属レベルの絶縁樹脂が作る世界

超⾼熱伝導樹脂による低温度差熱回路の実現

広いインテリア空間と高いドライビング性能！

軽量⾼柔軟性熱伝導樹脂によるデバイス⾰命

柔らかく！軽く！電池長持ち！

極限条件下での排熱設計

究極の信頼性！

粉体タイプAlNウィスカー

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繊維状AlNウィスカー

100um粉砕AlNウィスカー

⻑さ数10〜100umの粉状AlNウィスカーフィラーのご提供を開始

まとめ

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� 画期的な熱伝導率を実現するAlNウィスカーフィラーの⼤量合成に成功

� 量産検証機を⽴上げ、数Kg／月ペースで生産・販売開始

� 既存放熱フィラーとのコラボで性能⼤幅UP

� ダントツの⾼熱伝導率絶縁樹脂でものづくり変⾰を実現する

� ⾼放熱複合材料の共同開発を開始