三菱マテリアル、LEDヘッドライト向けヒートシンク一体型基板モジュールを開発…放熱性能向上

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CSPを実装したAlヒートシンク一体型基板モジュール
  • CSPを実装したAlヒートシンク一体型基板モジュール
  • CSPを実装したAlヒートシンク一体型基板モジュールの断面構造
三菱マテリアルは、放熱性能を大幅に向上させた自動車用LEDヘッドライト向けAlヒートシンク一体型基板モジュールを開発し、サンプル提供を開始した。

近年、LEDチップごとにオンオフを切り替えることで多様な点灯モードを実現するLEDヘッドライトの配光制御システムを搭載する車両が増えている。このため、配光制御を行うためのLEDチップ数の増加や高密度化のニーズは高まる傾向にあり、LEDヘッドライトモジュールの放熱性能向上が課題となっている。

LEDヘッドライトモジュールは窒化アルミニウム(AlN)を基材としたCSP(超小型の集積回路パッケージ)を使用しており、CSP自体はほぼAlNと同じ熱膨張係数となっている。一方CSPから出る熱を放出する基板には、銅などをベース材としたMCPCB基板が使用されており、その熱膨張係数はベース材の金属とほぼ同じだった。しかしこの構造では、CSPとMCPCB基板の熱膨張の差が大きいため、発光時の発熱の繰り返しによってCSPとMCPCB基板の間のはんだにクラックが発生しやすくなっていた。新製品では、放熱回路基板としてAINベースであるDBA基板(アルミ回路付き高放熱セラミックス絶縁基盤)を採用。CSPと回路基板の熱膨張の差を抑制し、温度サイクルに対する信頼性を大幅に改善した。

さらに、DBA基板とAlヒートシンクは従来の伝熱グリースではなく、ロウ付けによる直接接合で一体型し、既存品と比較して熱抵抗を50%低減。放熱性能を向上させ、温度ストレスによるはんだクラックを大幅に抑制する。
《纐纈敏也@DAYS》

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