微細形状フィン付きヒートシンク一体型アルミ回路基板を開発

2021年10月20日
DOWAホールディングス株式会社
（コード番号：5714 東証1部）

当社（東京都千代田区外神田四丁目14番1号資本金：364億円社長：関口明）子会社のDOWA メタルテック（株）（同所資本金：10億円社長：鬼王孝志）は、中村製作所（株）（本社：長野県上伊那郡箕輪町三日町493番1号資本金：7,500万円社長：宮原友保）と共同で、軽量かつ高い冷却性能と低い圧力損失を有するパワーモジュール向け微細形状フィン付きヒートシンク一体型アルミ回路基板を開発しました。

省エネ用途で注目されているパワーモジュールは、従来、回路基板とヒートシンクベース、冷却器をはんだやグリースで接合あるいは密着させて製品化していました。しかしながら、近年はパワー素子の高集積化や小型化による高放熱性への要求が高まっており、熱伝導率の低いはんだやグリースを用いない構造（以下、直冷構造）等の開発が進んでいます（図1）。

DOWAメタルテック（株）はこの直冷構造に向けて、独自のアルミ溶湯直接接合法を用いた、世界トップクラスの放熱性を有する円柱状ピンフィン付きヒートシンク一体化アルミ回路基板を開発、販売しています（図2）。さらに放熱性に優れた基板の開発には、フィンの緻密化、高熱伝導材料の使用、冷却水量増等が必要となります。しかしながら、これらは製法上の課題がある上に、耐久性・耐食性・冷却ポンプの能力・重量・設置面積・コスト等を総合的に考慮すると、一長一短がありました。

このような経緯を踏まえ、DOWAメタルテック（株）は、新たに微細形状フィン付きヒートシンク一体型アルミ回路基板（以下、本開発品）を開発しました（図3）。本開発品は、湾曲の有無や高さ・厚さ・間隔の調整により様々なフィン形状が選択できるため、環境問題への意識の高まりから注目されているEV・HEVなどの次世代自動車用途や新エネルギー用途、産業用途等、様々な分野への応用展開が期待されます。

DOWAメタルテック（株）は、独自の回路基板技術と中村製作所（株）のフィン加工技術を融合し、応用・発展させることにより、今後も変化するニーズに適した新製品の開発に取り組んでいきます。

≪微細形状フィン付きヒートシンク一体型アルミ回路基板の特徴≫
・独自の直冷構造を維持したまま、微細な板状フィンをヒートシンクに形成（板状フィンは、中村製作所（株）独自の加工技術であるオーロラフィン工法によって形成）
・世界トップクラスの放熱性を有する円柱状ピンフィン付きヒートシンク一体化アルミ基板に対し、さらに約15％の熱抵抗の低減と約60％の圧力損失の低減を実現（図4、当社比）
・同サイズの銅を用いた直冷構造品と比較して、大幅な軽量化が可能
・腐食耐性が高い高純度アルミの使用により、フィン部へのめっき処理が不要
・シンプルな形状設計であり、製造工程を大幅に削減したDOWA独自の新製造プロセスの適用が可能で、総合的な低コスト化も見込める