マルチビーム積層造形法を用いた銅-窒化アルミニウム基板の実用化技術を確立

2026年8月25日

DOWAホールディングス株式会社

（コード番号：5714 東証プライム市場）

 

　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COO：福田 健作）子会社のDOWAメタルテック株式会社（同所 資本金：10億円 社長：鬼王 孝志 以下、DOWAメタルテック）の100％出資会社であるDOWAパワーデバイス株式会社（長野県塩尻市大字片丘9637番地3 資本金：1億円 社長：小山内 英世 以下、DOWAパワーデバイス）は、国立大学法人大阪大学 接合科学研究所（大阪府茨木市美穂ヶ丘11番1号 所長：藤井 英俊）のレーザープロセス学分野 塚本 雅裕教授および株式会社島津製作所（京都府京都市中京区西ノ京桑原町1番地 社長：山本 靖則）との共同開発により、青色半導体レーザーを用いたマルチビーム積層造形法により、放熱用絶縁基板である銅-窒化アルミニウム接合基板（以下、Cu-AlN）の実用化技術を確立し、サンプル出荷を開始します。
　本技術は、青色半導体レーザーを用いたマルチビーム積層造形法により、任意形状の銅回路とセラミックスを、絶縁不良の原因となる銀を用いずに接合できる技術です。これにより、従来の活性金属ろう付け（以下、AMB）基板と比べて、ヒートサイクル耐久性を3倍以上向上させるとともに、高い絶縁信頼性と細線パターン形成を両立し、パワーモジュールの高性能化に貢献します。

　近年、電気自動車（EV）や再生可能エネルギー設備の普及、AIサーバーやデータセンターの増加などを背景に、電力を効率的に制御するパワー半導体の需要が拡大しています。パワー半導体を搭載したパワーモジュールは、高効率化と高信頼性が求められており、その性能を支える放熱用絶縁基板の重要性が高まっています。
　Cu-AlNは、高い熱伝導性と絶縁性を備え、主にパワー半導体の放熱用絶縁基板に利用されています。一方で、パワーモジュールの高出力化・高集積化が進むなか、さらなる性能向上に向けて以下の課題がありました。

 

・ヒートサイクル耐久性
　窒化アルミニウム（以下、AlN）は熱伝導率に優れる一方で、強度・靭性が窒化ケイ素より低いため、ヒートサイクル耐久性に改善の余地がありました。
・絶縁信頼性
　既存の接合技術の一つであるAMBでは、銅回路とセラミックスとの接合に使用されるろう材中の銀が、高電圧環境および残留応力の影響によりマイグレーションを生じ、セラミックス基板の絶縁信頼性を低下させることがありました。

 

　当社らは、青色半導体レーザーを用いたマルチビーム積層造形法によりAlNセラミックス上へ銅粉末を溶融・積層する技術の開発を進め、これら課題の解決に取り組んできました。
　このたび、任意形状の銅回路とセラミックスについて、強固な接合と低残留応力化を両立した銀フリー接合を実現しました。これにより、銀マイグレーションの懸念を解消するとともに、当社のAMB基板と比べてヒートサイクル耐久性を3倍以上向上させました。
　さらに、青色半導体レーザーを用いたマルチビーム積層造形法による3D造形技術を活用することで、従来は難しかった細線パターンの銅回路形成も可能になりました。高密度配線や小型化が求められる用途に適用しやすく、IGBTをはじめとするパワー半導体に加え、光通信、衛星通信、AIサーバー、データセンター、医療用レーザーなど、幅広い分野での活用を見込んでいます。

　本製品は、銀フリー接合による絶縁信頼性の向上、低残留応力化によるヒートサイクル耐久性の向上、AM（Additive Manufacturing、材料を「削る」のではなく「積層（付加）」して立体物を造形する製造技術の総称）による自由度の高い回路設計および細線パターン形成を特長としています。
　本製品サンプルの出荷は、DOWAパワーデバイスの親会社であるDOWAメタルテック サーマルデバイス事業部を通じて行います。今後は、顧客評価を進めるとともに、量産化に向けた取り組みを推進し、パワー半導体向け放熱用絶縁基板としての採用拡大を目指します。

【DOWAメタルテック（株）会社概要】
　1. 本　社        ： 東京都千代田区外神田四丁目14番1号
　2. 設　立        ： 2006年10月
　3. 資本金        ： 10億円
　4. 代表者        ： 鬼王 孝志
　5. 株　主        ： DOWAホールディングス株式会社　100%
　6. 業務内容    ： 銅・黄銅・銅合金の条などの伸銅品、条めっき、回路基板、ニッケル合金条、電子部品、黄銅の棒や鍛造品の製造・販売

 

【DOWAパワーデバイス（株）会社概要】
　1. 本　社        ： 長野県塩尻市大字片丘9637番地3
　2. 設　立        ： 2006年5月
　3. 資本金        ： 1億円
　4. 代表者        ： 小山内 英世
　5. 従業員数    ： 297名（2026年4月1日現在）
　6. 株　主        ： DOWAメタルテック株式会社　100%
　7. 業務内容    ： 金属-セラミックス基板の開発・製造