セラミック回路基板：高出力電子機器のための優れた熱管理

セラミック基板は優れた放熱性と高い許容電流容量を備えており、高出力用途に広く活用されています。

セラミック基板、つまりセラミック配線基板は、セラミックベースとメタライズ配線層で構成されています。

標準的ガラス繊維基板 PCB と比較すると、セラミック回路基板は熱伝導率、通電容量、電気絶縁性に優れ、熱膨張係数（CTE）の整合性も良好です。そのため、高出力パワーエレクトロニクスモジュールなどで広く採用されています。

セラミック基板へ銅を接合する場合、高温または低温同時焼成、銅メッキ、直接接合といった工法で製造されます。これらの手法により銅箔がセラミック基材に強固に密着し、高温や多湿環境下においても高い信頼性と安定した性能を実現できます。

IGBT モジュールにおいて、セラミック基板は機械的支持、電気的配線接続、電気絶縁、放熱の役割を果たします。

EV・高速鉄道・スマートグリッドの急速な普及に伴い、高電圧・大電力向け IGBT モジュールの需要が増加しています。放熱性能の不十分さは IGBT 故障の主な要因であり、故障の約 7 割は過熱によるボンディングワイヤの剥離または溶断が原因となっています。

セラミック基板用主要セラミック材料：

主な製造工程：

DBC（直接銅接合） – Al₂O₃および AlN 基板に一般的に使用される

AMB（活性金属ろう付け）—— 窒化ケイ素（Si₃N₄）向けに主流化が進んでおり、厚銅（最大 0.8mm）を高信頼性かつ優れた放熱性で接合可能

AMB が注目を集める理由：
AMB は DBC を発展させた技術です。Ti、Zr などを含む活性金属ろう材を用いて、800℃未満の低温で銅箔をセラミック基板に接合し、内部の熱応力を低減します。