10/31 TIM（Thermal Interface Material）活用のための 基礎知識と実際の使用例

 (株)ザズーデザイン 代表取締役　柴田 博一 氏

＜略歴＞
　東京都立日比谷高等学校卒業後、早稲田大学理工学部へ進学。大学院理工学研究科修士課程修了後、ソニー株式会社入社。オーディオカセットテープの自動組み立て機やオフセット印刷機の開発に従事した後、社内選抜により米国MIT客員研究員として有限要素法を研究。帰国後は数値解析チームに参画し、流体構造連成解析や輻射熱解析を担当。1997年、会社派遣にて米国スタンフォード大学大学院にてDFXの研究に従事し、2002年に博士号取得。帰国後はLEDバックライト開発チームで機構・放熱設計を担当し、同バックライトを使用した世界初のテレビ量産化に成功。その後２機種の商品化を成し遂げた後、2009年にソニー退職。同年、韓国サムスン電子入社。ディスプレイ研究所にて急速に普及し始めていたサイドエッジ型LEDテレビの放熱設計を担当。並行してフリップチップ実装LED光源をバックライトに導入し、2014年に退職。同年、華為技術日本横浜研究所入社、2016年より同リーンクーリングラボのディレクターとして、基地局向けTEC、PC向け冷却ファンやスマートフォン向け放熱デバイスの量産導入を主導し、2019年に退職。同年、株式会社ザズーデザインを設立して放熱技術のコンサルティングを開始、現在に至る。

 　放熱設計はかつての対流主体から熱伝導主体の冷却へシフトしつつある。そんな中にあって熱移動のための材料が広く注目を集めており、TIM (Thermal Interface Material)は界面における熱移動の中心となる放熱材料である。TIMの中でも最も広く使われているのが熱伝導シートであり、バインダー樹脂にフィラーと呼ばれる熱伝導性粒子を混ぜた比較的単純な構成であるためか、価格と熱伝導率から簡単に選定してしまうケースが多く見受けられる。しかし最適なTIMを選定するためには、その他の色々な特性も考慮して総合的に判断する必要がある。

　今回の講座では、最適な熱伝導シートを選定するために必要となる基礎知識を学んでもらうことを目的とする。併せて、市場では電力密度の上昇に対応した高性能TIMが数多く開発されており、それらの使用方法もご紹介したい。講座の最後には、携帯端末、データセンター、PCなどにおける実際の使用例をご紹介するが、現在市場拡大の原動力となっているEV車両向けのTIMの使用例についてもご紹介したい。併せて現在入手可能なTIMの市場動向を詳細に分析することで、TIMユーザーだけでなく、TIMを開発する材料メーカーの技術者向けにも有益な情報を提供することも目的としている。

 １．最近の放熱設計の現状と課題
　1.1 筐体内の対流冷却から熱伝導主体の放熱へ
　1.2 急速な電力密度の上昇
　1.3 薄型化高性能化が求められる放熱デバイス

２．TIMを選定する上での基礎
　2.1 TIMの役割
　2.2 現在市場で入手可能なTIMとその特徴
　2.3 TIMの市場トレンド
　2.4 TIMの熱的特性
　2.5 TIMの機械的特性
　2.6 最先端TIM

３．TIMの実際の使用例
　3.1 スマートフォン
　3.2 データセンター
　3.3 グラフィックボード
　3.4 ノートPC
　3.5 EV用バッテリーモジュール

４．質疑応答

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