BNNS-AgNP相乗ドーピングによるEP複合材料の熱伝導率と誘電特性の向上
Thermal Conductivity and Dielectric Properties of EP Composites Enhanced by BNNS-AgNP Synergistic Doping
高熱伝導性と電気絶縁性を両立する材料への需要に応えるため、エポキシ(EP)複合材料にゼロ次元(0D)銀ナノ粒子(AgNPs)と二次元(2D)窒化ホウ素ナノシート(BNNSs)を充填して開発された。このハイブリッドフィラーシステムは、熱伝導率と誘電特性を相乗的に向上させ、優れた電気絶縁性を維持する。AgNPsを1 wt%、BNNSsを15 wt%添加した複合材料は、100 Hzで誘電率4.17を達成し、純粋なEPを上回った。BNNSsを30 wt%、AgNPsを同量添加した場合、面内および面外の熱伝導率はそれぞれ3.02 W·m−1·K−1および0.41 W·m−1·K−1に達し、熱安定性も向上した。さらに、1000 Hzでの電気伝導率は10−9 S/cm未満であり、最小限の金属フィラー含有量が絶縁性にほとんど影響しないことが確認された。この研究は、0D/2Dハイブリッドフィラーを用いた次世代高性能複合材料の設計に実現可能な戦略を提供するものであり、先進的な電子パッケージングへの有望な可能性を示唆している。
本研究成果はエポキシ複合材料の熱伝導率と誘電特性を大幅に向上させるハイブリッドフィラー技術に関する基礎研究であり、次世代電子パッケージング材料としてのポテンシャルを示すものの、現時点では実験室レベルの検討段階にある。産業応用にはスケールアップやコスト、量産性などのハードルがあり、即座に投資判断に結びつく具体的な企業動向や事業化の発表ではない。したがって投資家にとっては注目領域として認識しておく程度で良い。