研究開発された技術紹介

本事業は、電気自動車の高性能化に対応するため、S-DBC法による絶縁回路基板の開発を行った。絶縁回路基板の物性の高性能化、拡散接合による接合成形技術の高度化、また大面積接合技術の確立を通じて、低コストと高機能を兼ね備えた基板の開発を目指した。

S-DBC基板において、多様なメーカーのセラミックスに対応し、安定供給とコスト削減を実現した。ピール強度や熱衝撃試験での高い信頼性を示し、界面ボイド率0%を達成。さらに、大量生産技術として400枚接合の成型条件を確立し、当初計画を大幅に超える成果を挙げた。設備導入により積層工程を自動化し、量産化に向けた基盤を整備した。これらにより、電気自動車用パワーモジュールの高性能化と低コスト化に資する技術が確立された。

開発技術の中心は、S-DBC法を用いた絶縁回路基板である。Tiスパッタ膜を用いた拡散接合により、ピール強度12N/mm、TCT3,000サイクル以上、界面ボイド率3%以下を達成し、400段成型でもボイド率0%を実現した。また、拡散接合技術では、最適な成型条件の発見により表面粗さ1um以下、圧力有効面積90%以上を確保。さらに大量生産技術では、大型ホットプレスによる大面積接合で400枚成型条件を確立し、自動ハンドリングシステムによる24時間無人運転を可能とした。

本開発で得られた電気自動車用パワーモジュール向けのS-DBC基板の具体的な評価試験の数値結果に応じて、知的財産権の出願及び取得を検討していく予定。

本開発で確立したS-DBC法による絶縁回路基板は、高強度を備えるとともに、界面ボイド率0%や大面積での安定接合を実現している。この技術により、EVやHV、FCVといった次世代自動車の性能向上に貢献し、エンドユーザーに対しては長寿命で信頼性の高い車両を提供することができる。

現在、川下企業と令和8年度からの事業化に向けた最終のサンプルテストを実施しているため、早期事業化の見通しは非常に高いといえる。

本開発により確立したS-DBC基板は、高接合強度を有し、界面ボイド率の低減や大面積での安定成形を実現した。また、多様なセラミックス材料への対応が可能となり、材料調達の柔軟性を確保しつつコスト削減につながる点も特徴である。さらに、大型ホットプレスによる400枚成型条件の確立や、自動ハンドリングシステムによる積層工程の無人化など、量産化技術の面でも優位性を有している。

現在、最終サンプルテストが進行しており、令和8年度からの事業化に向けた準備が進んでいる。今後は、実用化に必要な最終評価試験や、事業化に直結する価格・供給量などビジネス面の交渉が中心となる見込みである。本プロジェクト終了後においても、研究機関やアドバイザーとの連携を継続しながら、早期に売上計上を実現し、大型案件の獲得を目指す。また、国際展示会への出展実績や、必要な工場規格の取得を踏まえ、販路拡大に向けた体制も整備されつつあり、実用化の見通しは高いといえる。

事業化にあたり、残された課題は、最終段階での評価試験の実施と、事業展開に向けた価格設定や供給体制に関する企業間交渉である。また、界面の強固な接合のメカニズムについて、サンプルを増やして原因を突き止め、トレーサビリティを確保していく必要がある。