基板に銅チップを圧入することで基板裏面へのダイレクトな放熱が可能になります
大電流基板・高放熱基板を得意とする大陽工業の代表とも言える銅インレイ基板は、基板に銅チップを圧入し基板の裏側へのダイレクトな放熱経路を設けます。
大陽工業の銅インレイ基板は車載の人命に係わる重要部品にも採用されています。
銅インレイの上に発熱する部品を実装することで熱が銅インレイを介してダイレクトに基板裏面に伝わります。その先にヒートシンクや金属製の筐体を繋げることで高効率な放熱を実現します。
この構造の放熱基板は大陽工業が日本で初めて開発・発表しました。
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このカタログについて
| ドキュメント名 | 大陽工業 銅インレイ基板 |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 製品カタログ |
| ファイルサイズ | 1.1Mb |
| 登録カテゴリ | |
| 取り扱い企業 | 大陽工業株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
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このカタログの内容
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2018.12.20 v.01
銅インレイ基板
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銅インレイ基板
車載の人命に係わる重要部品にも採用されている
高効率な放熱経路を持つ大陽工業の銅インレイ基板
基板上の発熱部品直下へ純銅製のチップ（銅インレイ）を埋め込み
部品から基板の裏側へダイレクトな放熱が可能です
放熱用PADを持つ
FETなどの 高出力LED
パワーデバイス
銅インレイ
※銅チップを埋め込む放熱構造を持つ基板は、大陽工業が日本で初めて開発・発表しました
この高効率な放熱方法を世の中に広めるため特許申請はしておりません
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銅インレイ基板
スルーホールと同径・基板と同じ厚みの
スルーホール 円柱状 銅チップ
圧入
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銅インレイ基板の仕様と放熱の考え方
部品のヒートスプレッダ
銅箔厚：18～500 um
径 ：φ 3 / 4 / 5 / 6 mm
板 厚：1.0～3.5 mm （φ6は Min 1.2mm）
境界面： 銅インレイ
銅インレイ はんだにより密着
発熱部品
銅インレイの上に部品を実装することで
部品のヒートスプレッダと銅インレイが
半田により密着
熱 さらに基板裏面で銅インレイに
ヒートシンク、金属筐体など ヒートシンクなどを繋げることで
高効率な放熱を実現
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銅インレイ基板による放熱のメリット
リード部品もSMD部品も同じ放熱方式を取れる
部品は半田付けするため1つ1つのネジ止めが不要になる
筐体放熱が簡単になる
銅インレイ
基板裏面でまとめて放熱のため
部品配置の自由度がアップする
回路的に最適な配置配線が可能となる
熱が銅インレイに集中するため
銅インレイによる放熱効果が大きいためサーマルビアが不要になる 周囲に熱を巻き散らかさず
熱に弱い部品も配置しやすくなる
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銅インレイ基板による放熱のメリット
放熱ありきで、回路的な観点からの部品配置や配線が
二の次となっている場合に、銅インレイ基板で最適な配置・配線が可能
= 回路の高効率化
ヒートシンクによる放熱
デバイス直下に銅インレイ
配置配線の自由度UP
ヒートシンクの場所ありきで 筐体による放熱
配置・配線
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銅インレイ基板による放熱のメリット
サーマルビア削減による基板の小型化 = 基板単価のコストダウン
サーマルビア使用の場合 銅インレイ使用の場合
。 。 。 。
。 。 。 。
。 。 。 。
。 。
。 。
基板サイズ縮小
① ② ① ②
③ ④
③ ④
基板の取り数増加 ⑤ ⑥
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銅インレイとTHの基板厚み方向熱抵抗比較（計算値）
断面積 S
熱伝導率 λ
厚み d
厚み d
熱抵抗 θ = [K/W]
断面積 S × 熱伝導率 λ
基板厚み方向の熱抵抗を小さくするには
・厚みを小さくする 板厚で決まる
・断面積を広くする
・熱伝導率の高い材料を使用する
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銅インレイとTHの基板厚み方向熱抵抗比較（計算値）
①φ0.5mm ②φ0.9mm ③φ0.9mm ④φ3.0mm
スルーホール スルーホール スルーホール 銅インレイ
＋はんだ埋め 3.04
0.54 0.94 0.94
0.5 0.9 0.9 3.0
1.6
θ①= 122 [K/W] θ②= 69 [K/W] θ③= 29 [K/W] θ④= 0.55 [K/W]
② φ0.9TH 1個 ③ φ0.9THはんだ埋め 1個 ④ φ3.0銅インレイ 1個
① φ0.3TH 1.7個 ② φ0.9TH 2.3個 ③ φ0.9TH
板厚 : 1.6mm はんだ埋め 53個
THめっき : 20um
熱伝導率 : [銅] 400 W/mK
[はんだ] 50 W/mK
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≒
≒
≒
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銅インレイとサーマルビアの放熱性能比較試験
MOSFETに一定の電力を印加した場合の5分後の表面温度を計測
・銅インレイ
銅インレイ 10mm MOSFET
Ta=24℃
放熱グリス
ヒートシンク 10mm
Tw=20℃ 水冷
銅インレイ：φ5mm
・サーマルビア
MOSFET サーマルビア 10mm
Ta=24℃
放熱グリス
ヒートシンク 10mm
Tw=20℃ 水冷
サーマルビア：φ0.5mm/φ0.3mm
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銅インレイとサーマルビアの放熱性能比較試験
測定点
5分後のFET表面温度上昇値
mm
mm
印加電力
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温度上昇値: ΔT [℃]
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お問い合わせ先
大電流神 高放熱神
にゃん にゃん
大陽工業株式会社 プリント回路カンパニー
担当：宇賀神（うがじん）
ugajin@taiyo-technology.jp
http://www.taiyo-technology.jp/
「銅インレイにゃん」で
プリント回路カンパニー
マスコットキャラクター
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