【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NI1904
利用課題名 / Title
次世代パワーデバイスに向けたCu上とAl上への高熱伝導性Cu-Graphene系複合めっき膜の構造評価
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学 / Nagoya Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
パワーエレクトロニクス/ Power electronics,ナノカーボン/ Nano carbon,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
服部 由実
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学工学部物理工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
パワーデバイスとは高効率の電力変換を可能にする電子機器であり、高電圧・大電流により熱を逃がすための高い熱伝導性が必要であり、さらに軽量化と安価さが求められている。そこで現行材である無酸素銅よりも比較的安価なCu合金と安価かつ軽量な高純度Al基板を用い、その上に高い熱伝導性を持つCuめっきに高い熱伝導性を持つGrapheneを添加した、Cu-Graphene複合めっき膜の作製を考案した。
その際、めっき膜の表面構造が熱伝導性の向上に影響を与えることから、走査型電子顕微鏡(NI-019, FE-SEM)を用いて皮膜表面の微細構造の観察を行った。
実験 / Experimental
Cu合金基板と高純度Al基板上に、いくつかの実験条件を変化させてCu-Graphene複合めっき膜の作製を行った。作製しためっき膜について、レーザーフラッシュ法を用いてZ軸方向での熱伝導率測定を行い、相対的に熱伝導性の比較を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Cu合金基板、高純度Al基板にCu-Graphene複合めっき膜の作製を行うといずれも基板の熱伝導率より向上した。この際、大きな電流密度で作製した試料は表面の微細構造の凹凸が大きく熱伝導性も向上した。また、めっき膜厚の増加により微細構造上の粒がさらに大きく成長することが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- ○服部由実，藤村美吹，加藤正寛，森 俊輔，宮崎秀俊，呉 松竹*：「次世代パワーデバイス向けのアルミニウム上への 高熱伝導性Cu-Graphene系複合めっき膜 の創製及び諸特性評価」表面技術協会第151回講演大会 、2025.03.12(東京都市大学)
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件