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DBC置換で解決できる問題

2022.04.25
お知らせ

金属基板でもセラミック基板の性能が出せる?

 

設計する電子機器に必要なプリント基板の性能を考えた場合、セラミック基板での企画・設計がベストであると判断される場面は多くなってきています。

一方で、セラミック基板の製造メーカーがまだまだ少ない現状、セラミック基板の試作品に「待ち」の状況が発生している企業様もいらっしゃるかと思います。

例えばそのような場合に、セラミック基板でなくても従来の金属基板で必要な性能を賄える場合があります。
これを「DBC置換」(セラミック基板から金属基板への置き換え)と呼んでいます。

この記事では、どのような場合に「DBC置換」が可能かであるかをお伝えしてまいります。

まず、セラミック基板(DBC基板)を使うお客様が重視するポイントとしては下記の4つがあります。

1.放熱
2.耐熱
3.無機のためアウトガスが発生しない
4.高誘電率

この4つの性能が、主にセラミック基板に求められているものです。

この中でも、特にセラミック基板の持つ、「高放熱」という特性で選ばれているお客様が多くなっております。

 

DBC置換とは何か?

 

セラミック基板は製造できるメーカーが限られており、競争の原理が働きにくいのが現状です。

セラミック基板は材料の手配から試作・量産まで一つの企業で一気通貫で製造できるのですが、ほとんどが一般の方もご存知の大企業に限られています。

そのため、需要に対して供給が追いついていない状態になっています。

これを解決するため、無機材のセラミック基板で求められているパフォーマンスをいかにして有機材のプリント基板でも出していくかに各企業がしのぎを削っています。

多数存在している有機材のプリント基板メーカーが、セラミック基板の性能に有機材基板を近づけていくことで、業界のレベルアップや競争原理が働くようになります。

例えば、セラミック基板を選ぶ方が重視する「高放熱」の性能で判断してみます。

前提として、「高放熱」の性能以外は有機材と無機材のパフォーマンスが同じとします。

もし、従来の有機材プリント基板で、セラミックの基板と同じレベルかそれ以上の高放熱のパフォーマンスが出せるとすると、本来セラミック基板でしか実現できないと考えていた電子機器にも、従来型の有機材の金属プリント基板で代替できることになります。

これがいわゆるDBC置換といわれる手法です。

 

DBC置換えは、納期とコストと反りの問題も解決する

 

セラミック基板は主に、窒化アルミニウムや窒化ケイ素でできています。

DBC置換によってこれらの無機のセラミック素材を有機基板に置き換えることで「金属基板」となり、熱伝導率を更に高めることができます。

金属基板の熱伝導率が技術の進歩とともに更に上がってきており、この性能がセラミック基板に追いついてきているため、DBC置換を進めることができ、自信を持ってDBC置換のご提案をすることも可能になってきているのです。

熱伝導率の高さだけを見た場合、セラミック基板を使わなくても通常の金属基板で問題がないということになります。

また、納期とコストと反りの問題でDBC置換を決定する事業者様も多くなってきています。

反りだけで考えると、セラミック基板よりも金属基板の方が反りが改善されます。

このDBC置換を必要とする方は、下記の方です。

1.高放熱が必要なのでセラミック基板を使っている方
2.セラミック基板の反りを金属基板によって改善したい方
3.500ミクロン、800ミクロン、1ミリ、2ミリの厚銅の基板加工を求める方

この中でも、高放熱を一番重視するお客様、つまり厚銅のエッチング加工を求めるお客様は、下記の分野に絞られます。

・パワーエレクトロニクスの分野
・パワー半導体分野

具体的には工場の設備や装置、EV、電鉄(新幹線)、等への利用を考えておられるお客様になります。
これらの用途の場合、DBC置換を優先的に検討することになります。

 

有機基板の厚銅エッチングなら関西電子工業にお任せください

 

関西電子工業では、無機のセラミック基板でも有機のプリント基板でもどちらのご提案も可能です。

セラミックの性能が必要な基板であっても、場合によっては、有機基板の熱放熱の性能で全く遜色のない場合もございます。

急ぎでセラミック基板の試作品が必要な場合や、セラミック基板の性能を、どこまで樹脂や金属のプリント基板で実装できるかのご相談も、有機・無機の双方の視点からお伝えできます。

セラミックからの置き換えとなると、性能的には100%厚銅のエッチングが必須となります。

弊社は有機基板の厚銅エッチングを専門として長年事業を行っておりますので、セラミックのDBC基板を有機基板に置き換えたいお客様のご要望に、ノウハウと提案力でお応えして参ります。

DBC置換について更に詳しい内容を知りたい方は、こちらのお問い合わせフォームより弊社営業部までご連絡いただけましたら幸いです。

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