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接合・実装

オール樹脂製LEDランプ放熱部品によりLEDランプの性能向上、製造工程におけるコスト削減と売上拡大に貢献

愛知県

株式会社髙木化学研究所

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 新規高熱伝導性複合材料を用いる環境に優しいLED放熱部品の研究開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 自動車、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、環境配慮
キーワード 高熱伝導性、放熱、LED、熱可塑性樹脂、熱プレス成形
事業化状況 実用化に成功し事業化間近
事業実施年度 平成23年度~平成25年度

プロジェクトの詳細

事業概要

省エネ、環境対策、高信頼性が強く求められる次世代自動車において、電子機器の高出力化によって、放熱の問題が喫緊の課題となっている。高度な熱伝導性パスが形成でき、かつ軽量化、複雑な形状付与、レアメタルリサイクルが容易な環境に優しい新規高熱伝導性複合材料を研究開発し、省電力、長寿命、デザイン性に優れるオール樹脂製高輝度・パワーLEDランプの放熱部品を開発する

開発した技術のポイント

軽量化、加工性、成形性等に優れる高分子材(樹脂)を用いて、新規高熱伝導性材料(超高熱伝導性および高熱伝導性材料)を開発し、さらに高輝度・パワーLEDランプ放熱部品の開発に応用する
(新技術)
セラミックス/アルミ代替の新規絶縁・導電性複合材料により、アルミを凌駕するオール樹脂製LEDランプ放熱部品を開発する
(新技術の特徴)
省電力、長寿命、デザイン性に優れるオール樹脂製の高輝度・パワーLEDランプが実現する

具体的な成果

・LED放熱部品用材料の製造技術の研究開発
・LED放熱部品の放熱設計
・LED放熱部品の成形加工技術の研究開発およびLEDランプの試作・検証
・原料の選択および高度な熱伝導性パス形成の最適化
・100~500W/mKの超高熱伝導性複合材料の研究開発
・30~200W/mKの高熱伝導性複合材料の研究開発

知財出願や広報活動等の状況

【知財出願】
国内特許成立 特許第6034876号
【広報活動】
金属系材料研究センターの支援により、会報誌を用いた技術成果発表を実施
豊橋技術科学大学の支援により、日本材料科学会へ論文投稿中
あいち産業科学技術総合センターの支援で地元の展示会に出展
中部経済産業局の支援により、サポインマッチナビに掲載
中小機構の支援により、企業マッチングサイト(JgoodTech)での特集ページに掲載

研究開発成果の利用シーン

・オール樹脂製LEDランプ等の放熱部品
・LED放熱部品等の成形加工サービス
・高熱伝導性材料を活用した部品・部材

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・研究成果を展示会に出展し、学会発表および雑誌への投稿を行ったところ、川下ユーザーである自動車および関連部品メーカーや、LED照明メーカーから高い関心が寄せられた
・モデルサンプルをラインアップし、これらの材料・部品を組み立て使用することによって、デバイスのパッケージ化に向けた放熱部品の製造を提案できる体制ができた
・数社からデバイス製造に向けたサンプルの評価を受けた

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、素材・部品製造、試験・分析・評価、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・オール樹脂製の高輝度・パワーLEDランプの放熱部品を利用することで、自動車用ヘッドランプの性能が向上し、用途の拡大に寄与
‐新規材料を用いたオール樹脂製LEDランプは従来のLEDランプと比較して省電力、長寿命、またデザインの自由度も確保されているので、自動車用ヘッドランプの性能向上が実現し、適用用途の拡大が可能になる
・部品の品質のばらつきが抑えられ歩留まりが向上し、部品のコスト低減に寄与
‐従来の高分子材料の複合化技術による熱伝導性パスの形成では、品質がばらつき信頼性が低い
‐高分子微細構造制御による熱伝導性パス形成により、熱伝導率の向上が実現したことで、品質のばらつきが抑えられ、歩留まりが向上し、コスト低減が可能となる
・部品点数および工数の削減が製造コストの低減に寄与
‐既存のLEDランプと比較し、接着剤、グリース、ボルト締め等の部品点数および工数の削減が達成され、製造コストの低減に寄与する

今後の実用化・事業化の見通し

・今後は研究開発用設備を使用しながら、試作品ビジネスを展開する
・外部PRを積極的に行い、川下ユーザーでのサンプル評価を受けて、川下ユーザーのニーズに合うように摺り合わせおよび改善を行い、用途毎に材料の最適化を行う
・用途開発を行うために、川下メーカーとは共同研究開発を実施したい

実用化・事業化にあたっての課題

成形加工時間が長く(1日に3~4回程度)、量産に向かない

事業化に向けた提携や連携の希望

現在、引き合いを受けている川下メーカーとの試作品ビジネスを通じて、提携や連携を探索中

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 株式会社髙木化学研究所 片寄工場
事業管理機関 一般財団法人金属系材料研究開発センター
研究等実施機関 国立大学法人豊橋技術科学大学
あいち産業科学技術総合センター

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 株式会社髙木化学研究所(法人番号:1180301001546)
事業内容 自動車関連部品および部材の製造
社員数 123 名
生産拠点 本社工場:岡崎市大幡町字堀田21-1
本社所在地 〒444-3616 愛知県岡崎市大幡町字堀田21番地1
ホームページ http://takagi-kagaku.jp/
連絡先窓口 片寄工場技術開発課 永谷裕介
メールアドレス yuusuke.nagatani@takagikagaku.co.jp
電話番号 0564-85-1966