【会社案内】光と熱と安全・安心／株式会社ベテル会社紹介資料 | カタログ

関連情報

【主な特長】
○測定内容、試料形状、表面処理に関してはあらかじめご相談の上最適な測定方法を決定
○必要な場合は秘密保持（ＮＤＡ）の契約書を送付

【その他の特長】
○熱物性顕微鏡　サーマルマイクロスコープ　ＴＭ３
→測定対象：固体材料
→試料外形：□１０ｍｍ　ｔ＝３ｍｍ以内（それ以外は要相談）
→表面形状：鏡面研磨が必要（微小粒子の場合は包埋が必要）
→表面処理：スパッタが必要
→参照試料
　　　薄膜の場合は、基板上の薄膜の測定
○熱物性測定装置　サーモウェーブアナライザ　ＴＡ３
→測定対象：固体材料
→試料外形：□２０ｍｍ　ｔ＝０．１ｍｍ以上（それ以外は要相談）
→表面形状：極端な凹凸がないこと
→表面処理：黒化処理が必要（炭素系の材料の場合は不要）
→参照試料：不要

●詳しくはお問い合わせ下さい。

サーマルマイクロスコープ/TM3　薄膜、微小領域熱伝導率測定

【特徴】
○検出光スポット径３μmにより高分解能で微小領域の熱物性測定（点・線・面測定）が可能です。
○半導体レーザーによる非接触測定です。
○周期加熱を行う事で、深さの範囲を変えての測定が可能ですので薄膜・多層膜からバルク材まで測定出来ます。
〇基板上の試料も測定出来ます。
〇薄膜下のクラック・ボイド・剥離の検出が可能です。

●その他機能や詳細については、お問い合わせください。

【測定事例】　半導体レーザ電極部の熱伝導性評価　【TM3】

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。

【測定事例】カーボンナノチューブ（CNT）TIMの熱伝導率測定

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。

【測定事例】熱電材料の熱伝導率　チタン酸ストロンチウム　【TA】

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。

【測定事例】<LED材料>窒化ガリウムGaNの熱伝導率測定

窒化ガリウム（GaN）は、青色LED材料のほか、
シリコンカーバンド（SiC）と同様に、
次世代の「ワイドバンドギャップ半導体材料」として注目されています。

GaN は、Si や SiC のように単体のウエハーで作成されるわけではなく、
Si やサファイア上にエピタキシャル成長で薄膜上に作成されます。
したがって、熱伝導率を評価したい場合、薄膜状態で評価しなければなりません。

また、純度の高い結晶を作成する方法も開発されてますが、
大きさは爪の先ほどの微小サイズにとどまっているようです。

サーマルマイクロスコープTM3は、上記どちらの形状の
熱伝導率／熱浸透率測定に対応しております。

ここでは詳しい数値はご紹介できませんが、
ほぼ文献値に対応した数値が得られています。

たとえば、微小サイズだと、100μm程度の粒子の評価が可能です。
（SiC 粒子の例）
薄膜だと、サブミクロンオーダーから測定ができます。
（超伝導薄膜の例）

当社のサーマルマイクロスコープTM3は、
薄膜の熱伝導率（100nm～）、微小領域の熱浸透率（3μm～）の測定ができる装置です。

【測定事例】<コンデンサ材料>タンタル（Ta）の熱伝導率評価

Ta（タンタル）はレアメタルの一種で、産業的にきわめて重要な物質です。

よく利用される分野はコンデンサで、タンタルコンデンサと呼ばれるものは
他種コンデンサに比べて小型で、漏れ電流が少ない上、安定度が良いです。
パソコンや携帯電話、小さなエレクトロニクス製品には、
多数のタンタルコンデンサが使用されています。

また、人工骨や歯のインプラントの材料にも使われています。
これは人体に無害な金属であるからです。

その他の用途分野では、高温炉用ヒーター・容器・リード線、光学レンズ材料、
超硬工具材料などがあり、産業界に多岐に渡って使われる重要な材料です。

当社のサーモウエーブアナライザーＴＡで、サンプル試料を測定しますと、

熱伝導率（熱拡散率）　約58W/mK　（ 25mm2/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。
という結果です。

タンタル試料で厚みが違う、10μm・30μm・100μmでも
同じ測定結果が得られています。

当社のサーモウエーブアナライザーＴＡなら、
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ます。

【測定事例】＜ヒートシンク＞窒化アルミAlNの熱伝導率評価

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。

【測定事例】<半導体材料>Siウェハの熱伝導率測定【TA】

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。

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○加工精度±1μmのマシニング加工
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