研究開発された技術紹介

自動運転等使われるAI用高性能プロセッサー冷却向けの電子冷却モジュールを開発する。
白山らが開発したレアメタルを使わないマグネシウム、シリコン、スズから構成される新規熱電変換材料を用いて、モジュール化および性能向上等の実用化に必要な技術を開発する。

レアメタルを用いないマグネシウム、シリコン、スズを主原料とする熱電変換材料MgSiSnを用いた、熱電変換モジュール（ペルチェモジュール）を開発した。
１）レアメタルフリー熱電変換材料MgSiSnの最適材料設計
２）レアメタルフリー材料に適した熱電モジュール及び材料素子の設計
３）耐久性を考慮した封止構造の設計及び封止材料の選定/評価
４）レアメタルフリー熱電材料の一定量の合成プロセスの確立
５）レアメタルフリー熱電材料を用いたモジュール製造プロセスの確立（加工切断/表面処理/成膜）
６）電子冷却モジュール評価技術の確立
７）電子冷却モジュールを搭載したシステム評価技術の確立

１）モジュール性能と耐久性の向上
-シミュレーションを用いた熱電素子形状の最適化
-大規模計算機を活用した電子状態計算と物性予測、および精密実験による物性評価の両面からアプローチ
-環境調和型熱電材料の性能向上の為の材料設計指針の確立
-生産性良好な封止構造の開発（特許出願）
-熱電素子-基板電極間の良好な電気接合を有する電極層の開発
-シミュレーションによるモジュール設計手法の確立
-熱電素子やモジュールの温度差を可視化-定量化するシステムの開発
-封止材料と封止構造の最適化
２）モジュール生産プロセス開発
-材料合成プロセス（混合/粉砕、成形プロセス）の最適化
-素子切断研磨加工プロセスの確立
-歩留良好な材料加工およびモジュール組立実装方法の開発
-半自動式加圧加熱リフロー装置の開発による加熱工程の最適化
３）モジュールの評価技術
-デバイス動作時の冷却性能の評価技術の確立
-電子冷却モジュールの冷却性能を短時間で評価可能な測定装置の開発
-開発モジュール+吸放熱部を一体化したユニットの開発

（特許）
特願 2021-60427　熱電モジュール及び熱電モジュール製造方法
特願2022-21609 電子冷却ユニット、電子冷却装置、熱電変換ユニット、及び電子冷却ユニットの製造方法
（新聞記事）
日本経済新聞社（2021年11月10日）
朝日新聞全国版（2022年3月29日）
（展示会）
関西 機械要素技術展出展（2022年10月4日～6日）

・車載向け高性能プロセッサー冷却
・データセンターCPU/GPU冷却
・その他冷却用部材

民生品向け製品は2023年より試験販売を実施し、2025年から本格販売の計画である。また車載向け製品に関しては2024年に試験サンプルを提供と共に顧客ニーズに即した製品プロトタイプの提案評価を実施し、2026年からの試験販売を計画している。

１）自社独自のレアメタルフリー熱電材料（MgSiSn）
２）50～200℃の常温領域での利用が可能
３）自社設計により柔軟性の高い設計が可能

現在、本事業で開発したレアメタルフリー熱電モジュールの実用化開発に取組んでいる。
モジュールとしての更なる性能向上、耐久性向上、コストダウン及び量産プロエス構築を行い、2024年度から試験販売を行う予定である。
当初は試作品として販売を行い2025年度から本格的に販売予定

１）耐久性→車載用途に向けての信頼性確保
２）量産プロセスの確立

2024年度より試験販売予定であり、先行で開発品を評価いただけるユーザー様及び
弊社と主に熱電モジュールを開発及び実用化に取組んでいただける材料/加工メーカー様との連携を希望します。