車載用プリント配線板技術が高度化

銅インレイ基板に注目

　放熱、大電流に対応する車載用プリント配線板技術が高度化している。これまで、金属ベース配線板や、内層厚銅配線板さらには高放熱フレキシブル配線板、セラミック基板などが供給されてきたが、ここにきて新たな高放熱技術として銅インレイ配線板が注目されている。発熱部品の直下へ銅ピンを圧入することによって、部品的に排熱特性を向上するもの。パワーデバイスの排熱に効果的な手法として評価されている。

　自動車では、ＥＣＵ、ＤＣ―ＤＣコンバータ、インバータなど、パワーデバイスを搭載した発熱回路が台頭している。今後、地球環境保全の視点から、世界的にｘＥＶの普及に大きな期待が寄せられている。

　こうした動向から放熱配線板のニーズが高まり、これまで金属ベース配線板、厚銅配線板、さらにはセラミック基板などが用いられてきた。ここにきて、新たな放熱技術として銅インレイ配線板が注目されているのは、自動車分野でパワーデバイスの搭載が多くなり、いかに効率的に発熱、耐熱対策を講じるかが一つの大きな課題となっているためだ。

　銅インレイ基板は、発熱部品の直下へ銅ピンを圧入することで、部分的に排熱特性を向上するもの。熱伝導率の高い銅を発熱部品に直接接触させることで、高い放熱性を実現する。

　銅コインの形状と厚みをマイクロメートル単位で管理する製造技術と、銅コインがスルーホールめっきへ接触した時にダメージのない加工をする圧力レート制御技術により実現。銅コイン直径はφ３ミリ―φ６ミリメートルで、プリント配線板厚みの適用範囲は、１ミリ―２ミリメートル程度と広く設けているためカスタマイズが容易で、スルーホールのみのサーマルビアでは不十分だった放熱性能を向上させ、ユニットを含めた熱設計の見直しが可能となり、様々な用途のプリント配線板のシミュレーション試作から量産まで対応できる。

【コストと重量抑制】

　排熱のためのコストアップと重量アップを抑制。これまでのプリント配線板構造を適用できるほか、同一配線板に制御回路系を混在させることができる。さらにスルーホール上部は、めっき処理を行うことで部品の実装が可能になる。

　アルミ放熱基板と比較し、銅の線膨張係数が低いため、はんだ接続部の信頼性が向上するほか、アルミ放熱基板と比較し、高多層基板や両面実装基板などが使用できるため設計の自由度が向上する。

　リジッド系プリント配線板を手がける主要メーカーでは、新たな技術として受け入れ、ここ数年研究、評価、試作を展開してきた。ここにきて、２０年以降の本格的な採用を踏まえ、量産体制を整備する動きが目立ち始めた。