三菱マテ、車載用高輝度LED向けメタルベース基板を開発

放熱性とコスト優位性両立

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 三菱マテリアルは8日、アルミナ基板の約半分の熱抵抗を実現した車載用高輝度LED向けメタルベース基板「nBoard」を開発したと発表した。従来のセラミック基板の代替品として、高い放熱性を確保しつつ、需要家のコストダウンが図れるのが特長。複合材の設計と製造プロセスに関する独自の特殊技術を駆使し、基板上の樹脂絶縁層の薄膜化技術を開発した。

 同製品は、樹脂絶縁層の充填材としてナノフィラーを採用することで薄膜化を実現。さらに、そのナノ粒子を均一に高充填するナノコンポジット技術を開発することで耐電圧の低下を抑制しながら熱伝導率を向上させることにも成功した。これらの技術により、耐電圧を落とすことなく樹脂絶縁層の膜厚を従来の80~120ミクロンから20~30ミクロンと約4分の1に極薄化し、メタルベース基板の熱抵抗もアルミナ基板の約半分となった。 

 EVなどの次世代自動車のヘッドランプで採用が進む高輝度LEDには、高い放熱性が要求されるため、窒化アルミニウム基板やアルミナ基板に代表されるセラミック基板が主に使用されてきたが、LEDヘッドランプの採用増加とともに低価格化の要求が高まり、セラミック並みに高い放熱性とコスト優位性を持つ銅やアルミを使用したメタルベース基板の開発が期待されていた。

 メタルベース基板の放熱性を高めるには、銅やアルミの基板上に構成する樹脂絶縁層の熱伝導率の向上とその膜厚を薄くすることが必要で、従来は樹脂絶縁層に数十ミクロンスケールのセラミックフィラーを充填することで熱伝導率の向上が図られていた。だが、この方法ではセラミックフィラーが大きいため、樹脂の絶縁特性の低下要因になる上、膜厚も十分下げることができないという課題があった。