アルミ基材材質の特性・用途

LEDライトと葉

プリント基板に使用される材質には様々な種類があり、使用用途や環境などに応じて適した材質を選択する必要があります。プリント基板に用いられる材質の代表例としては、ガラスエポキシ材質や紙フェノール材質などが挙げられますが、近年注目を集めている材質がアルミ基材です。アルミ基材を使用して製造されたアルミ基板とは金属ベース基板の一種で、ベースとなるアルミニウムの上に絶縁体を施して、その上に導体となる銅を重ねたものを指します。

アルミ基材の最大の特徴は、放熱性が高いことです。その放熱性は、最も多く使用される材質のひとつであるガラスエポキシ材質の5倍以上とも言われています。近年、電気機器は小型化や高出力化が進んでいますが、それに伴って素子から発生する熱をいかに効率的に外部に排出するのかが課題となっています。そのため、プリント基板には搭載した素子から発生した熱を効率よく逃がす放熱性の高さが求められているのです。素子から発生した熱を逃がすことができないと、素子の寿命が短くなったり、ハンダが劣化したりするなど様々な問題が引き起こされるため、プリント基板を製作する際は放熱を無視できません。このような背景から、放熱性が高いという特性を有するアルミ基材などを使用した金属ベース基板への需要が高まっているのです。なお、金属ベースの基板には、銅を使用した銅ベースのものや鉄を使用した鉄ベースのものも存在しますが、アルミは銅や鉄と比べると安価であるため、金属ベース基板の材質として最も頻繁に使用されています。

アルミ基板の用途としては、高い放熱性が求められる電源基板やパワー部品搭載基板、大型モーターの制御回路などが挙げられます。また、アルミ基材などを使用した金属ベース基板に対する需要が高まっている要因のひとつが、LEDの普及です。近年、省エネなどの観点からLEDは広く普及していますが、LEDは明るさを高めるほど発熱量は増加するという性質があります。特に、高輝度LEDよりも明るいパワーLEDを使用する場合、大電流を必要とするため素子から発生する熱への対策が必須となります。そのため、パワーLEDを搭載するプリント基板には高い放熱性が求められ、アルミ基板などが使用されるのが一般的です。このように、アルミ基板の使用用途としてパワーLED搭載基板が挙げられますが、パワーLEDは今度ますます需要が高まることが予想されるため、それに伴って放熱性の高く、他の金属よりも安価に入手可能という特性があるアルミ基板に対する需要もますます高まっていくでしょう。