フォトエッチング技術×拡散接合技術が⽣み出したマイクロ流路構造のヒートシンク
電⼦機器の⾼性能化と⼩型化が進み、その発熱密度は増大の一途をたどりつつある中、半導体の熱対策が重要な課題となっています。熱対策は製品寿命に直結するため、冷却部品の役割は⾮常に重要です。電⼦機器の⼩型化に伴い、放熱部品もコンパクトでありながら⾼い冷却性能が求められるようになりました。
UPTでは、フォトエッチング技術と拡散接合技術を組み合わせたオリジナルの製法で、マイクロ流路構造の半導体向けヒートシンクを開発し、さまざまな分野の電⼦機器の熱問題を解決してまいりました。
半導体向けヒートシンクとは
半導体向けのヒートシンクは、小型化・高密度化が進むデバイスに対応するため、コンパクト設計が大きな特徴です。限られたスペースで効率的に熱を拡散させる設計が求められ、特にデータセンターや高性能コンピュータでは、大量のCPUやGPUが生む熱を抑制するために高効率の冷却が必須です。
また、パワー半導体を搭載するインバータや制御装置などの産業用機器も大電力処理による発熱が顕著なため、頑丈で信頼性の高い放熱設計が求められます。これらを実現するために、高度な加工技術を駆使してフィン形状や流路設計、材質を最適化することが重要となります。
半導体向けヒートシンク製作におけるUPTのコア技術
UPTのコア技術である「フォトエッチング技術」と「拡散接合技術」が融合することで、⾼性能なマイクロ流路構造のヒートシンクを製造しています。フォトエッチング技術は、エッチング液を使⽤して⾦属を化学反応・腐⾷させ、薄板⾦属の精密加⼯を可能にします。
⼀⽅、拡散接合技術は、⾦属表⾯同⼠を原⼦レベルで接合し、内部が3D構造の⾦属パーツを⽣成します。この技術により、ヒートシンクの複雑な流路構造の形成が可能になり、隙間のない接合⾯が理想的な放熱効果を実現します。
これらの先進技術が組み合わさることで、⼩型（薄型）でも⾼い放熱性能を持つヒートシンクを作り出すことができます。
- 切削加⼯などの⼯法では不可能な、複雑流路、中空構造形成が可能
- ロー付けや接着剤を使わない接合技術のため、部品の変質・変形に強い構造体を実現
- 原⼦間結合レベルの拡散接合技術により、隙間のない接合⾯が理想的な放熱効果を実現
他製品との比較
半導体の放熱を⽬的とする部品はヒートシンク以外にもございます。 UPTでは、以下のようなサーマルソリューションも展開しています。
コールドプレート
電⼦機器や半導体デバイスの放熱対策として⽋かせない冷却装置である「コールドプレート」。UPTでは、フォトエッチング技術と拡散接合技術を組み合わせることで、この装置が持つ熱管理能⼒を最⼤限引き出すことが可能です。
水冷ヒートシンク
電⼦機器やコンピュータの⾼性能部品の熱を効率的に除去するための冷却装置である「⽔冷ヒートシンク」。UPTでは、フォトエッチング技術と拡散接合技術を組み合わせることで、この装置が持つ放熱性能を最⼤限引き出すことが可能です。
組み合わせ可能な熱伝導デバイス
ベイパーチャンバーや熱伝導シートといった熱伝導デバイスは、ヒートシンクと組み合わせて使⽤されることが多く、効果的な熱管理に役⽴ちます。これらを組み合わせることにより、熱の移動と放散が効率的に⾏われ、ヒートシンクの冷却能⼒を最⼤限に引き出すことが可能です。
ベイパーチャンバー
⽤途：PC、タブレット、スマートフォン
特徴：薄型、⾼い熱伝導性。サイズが⼤きく⼩型機器には不向き。コストが⾼い。
熱伝導シート
特徴：安価で⼿に⼊りやすく⼿軽で⽤途を選ばない。⾼さの調節が自在で、凸凹のある対象物とヒートシンクの隙間に挿⼊ができる。熱伝導性は低い。
半導体向けヒートシンクの特注設計・製造ならUPTへお任せください
UPTではヒートシンクの特注設計・製造に対応しています。既存の⽅法では、放熱能⼒が不⾜している、設計⾃由度が低く製品にうまく組み込むことができない、といった課題を抱えている⽅はぜひ⼀度ご相談ください。