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- 基板業界初、キョウデンが高速厚銅めっき工法による高放熱高周波基板を開発-

PR TIMES / 2021年10月18日 11時45分

放熱部品の直下が高速厚銅めっきで充填されており、熱伝導の高い銅でダイレクトに基板下部に接続され放熱される構造を開発しました。

キョウデン(株式会社キョウデン 本社:長野 社長:森清隆)は、独自の高速厚銅めっき技術を用いたパワーアンプ等の高放熱部品の放熱対策に最適な基板を開発しました。
本製品は、放熱部品の直下が高速厚銅めっきで充填されており、熱伝導の高い銅でダイレクトに基板下部に接続され放熱される構造となっております。従来は銅インレイ、銅コインを基板に埋め込んで放熱しておりましたが、量産性、基板信頼性面、薄板対応で課題がありました。本製品の場合、厚銅めっきを用いるため形状、大きさが自由に設定でき、かつ銅インレイで対応困難な 0.4 ミリ以下の薄板部品基板にも対応出来、高放熱部品の放熱対策に寄与します。現在本製品は数社のお客様で検証評価されており、試作ならびに小ロット量産を受け付けております。
なお本製品は、10 月 27 日~29 日に東京ビックサイトで開催される「電子機器トータルソリューション展 2021」にて出展されます。



■ 開発の背景
5G/6G 基地局用パワーアンプ、パワーモジュール部品の放熱対策が急務となっております。これらの部品は高放熱対策と、高周波対応も必要となっており、アルミ基板、銅ベース基板等の従来の放熱基板では、ダイレクトに放熱出来ず 放熱特性ならびに高周波特性を満足出来なくなっております。
また、銅インレイ、銅コイン基板の場合は、基板に埋め込み加工が必要となり工数が増え量産性に劣る事、埋め込み時に基板にストレスがかかり信頼性面に懸念がある、埋め込み部品の形状に制約があり薄板対応が難しい、等の課題があります。

■ キョウデンの高放熱高周波基板の特徴
これらの課題を解決するために、キョウデンは新たに高速厚銅めっき技術を開発し、高放熱高周波基板を開発しました。 本製品は放熱部品が搭載される箇所に厚銅めっきで直接基板下部まで充填された構造で以下のような特徴を備えております。
特徴


放熱部品の形状、大きさに関わらず、また 0.4 ミリ以下の薄板部品基板でも 厚銅めっきが対応可能であること
アルミ基板、銅ベース基板では困難であったビルドアップ層構成も対応可能であり、高放熱高周波特性を兼ね備えた基板であること


図1. 従来品
[画像1: https://prtimes.jp/i/88689/1/resize/d88689-1-7a59ee919ad13c10c89e-7.png ]


図2. キョウデンの新規開発基板         
[画像2: https://prtimes.jp/i/88689/1/resize/d88689-1-00d4d0ce73b1e13e76eb-8.png ]



図3. 開発イメージ図

[画像3: https://prtimes.jp/i/88689/1/resize/d88689-1-c312062b67a63fcf95e6-3.png ]


図4.新規開発基板断面図
[画像4: https://prtimes.jp/i/88689/1/resize/d88689-1-16d5a3d24af04e929a98-4.png ]



■ 信頼性検証
基板の信頼性検証のおいても当社基準をクリアしております。
・ホットオイル試験: 260℃/10 秒→20℃/20 秒 100 サイクル
・冷熱衝撃試験:   -65℃(30 分)⇔125℃(30 分)500 サイクル
・はんだ耐熱試験: 260℃のはんだ浴に 20 秒間フロート 5 サイクル


図5. 各種基板構造のモデル
[画像5: https://prtimes.jp/i/88689/1/resize/d88689-1-856e8e8706ed94a30c24-1.png ]


図6. 各種基板構造のモデル
[画像6: https://prtimes.jp/i/88689/1/resize/d88689-1-1e202a3b96c130cc2878-5.png ]



■ 厚銅メッキ構造の放熱優位性
各種基板構造に対しての放熱特性シミュレーションならびに実機検証においても厚銅めっき構造の優位性が検証された結果となっております。

図7. シミュレーションの結果
[画像7: https://prtimes.jp/i/88689/1/resize/d88689-1-4886ce6e93cf5ac7aec3-2.png ]


chip直下のPCBへの厚銅メッキVIA適用による放熱効果(放熱速度への効果)を確認。

【本件に関するお問い合わせ】
株式会社キョウデン
広報部 kmori@kyoden.co.jp

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