テレコム & 5Gインフラストラクチャ

通信プログラムのスピードに対応するサーマルインターフェース

テレコムおよび5Gハードウェアは、サーマルインターフェース材料に対して非常に厳しい要求をします。折り畳みライン光トランシーバーでは、銅製のヒートスプレッダーとモジュールシェルの間に約0.2 mmのスタック高さしかありません。屋外のアクティブアンテナユニット（AAU）は、タワーの上で10年間、太陽光にさらされます。51.2 Tb/sのスイッチラインカードは、3つの異なるギャップハイトを持つスイッチASIC、PHYデバイス、タイミングクロックを、1つのヒートシンクの下に密集させています。そして、どのプログラムもすでに進行中であり、技術部門は稼働中の部品表（BOM）を保有し、認定プロセスをやり直すことなくドロップインできるセカンドソースを探しています。

Ziitekのテレコムおよび5G向けTIMポートフォリオは、その制約を前提に構築されています。当社はまず、パッド形状、キャリア厚、接着剤アイランド、パッケージング形式、リワーク時の剥離挙動など、既存サプライヤーの仕様を再現することから始めます。その上で、お客様自身の治具でベースラインと同等またはそれ以上の性能を示すK値、圧縮曲線、エージングデータを提供します。

5G基地局: AAU、BBU、リモート無線ヘッド

5G無線ハードウェアは、ベースバンドユニット（BBU）、アクティブアンテナユニット（AAU）、リモート無線ヘッド（RRH）に熱を分散させます。TIMにとって、AAUは通常最も困難な課題です。Massive-MIMOアレイは、単一のダイキャストアルミニウム製リッドの背後で、数十のパワーアンプチェーンを駆動します。鋳造の平面度は低く、周囲温度はタワーの環境に依存し、メンテナンスの機会は事実上「皆無」です。当社は、パワーアンプとビームフォーミングの表面における鋳造の不整合を吸収するサイズの、柔軟なシリコーン製ギャップフィラーパッド（TIFシリーズ）と、指向性冷却が筐体のより低温な端部への熱移動を助けるグラファイトスプレッダーを供給しています。キャビネット内のBBUプールに対しては、1つのコールドプレートまたはフィン付きヒートシンクの下で、FPGA、DSP、DC-DCコンバータの表面に対応するために、厚さを組み合わせたパッドキットが使用されます。

光モジュール: フロントホール、ミッドホール、アクセス、AIインターコネクト

光トランシーバーは、TIMエンジニアリングにおいて最も精密さが求められる分野です。定格34 W、ヒートスプレッダのガードレール温度約60 °Cのフォールデッドライン5Gアクセスモジュールにおいて、既存のPCMは0.02 mmのステンレスキャリア上で厚さ0.2 mm、熱伝導率K=7.5 W/m·Kでした。4箇所の熱電対測定では59 / 59 / 61 / 61 °Cとなり、代替品を導入するマージンは事実上ありませんでした。当社のセカンドソース認定では、TIC808Hを同じキャリア厚で使用し、銅製スプレッダから1 mm内側のカットラインを維持、キスカット供給用に局所的な0.1 mmのPET粘着アイランドを保持しました。さらに、ブランドロゴ入りライナー付きのセグメント化されたストリップパッケージを採用することで、生産ラインのオペレーターが同じSOPに従えるようにしました。

次の密度レベルである800Gおよび1.6TのAI光モジュールでは、QSFP-DDおよびOSFPの筐体内で熱密度が50 W/cm²を超えます。硬いパッドを収めるスペースはありません。Shore OO 25 / OO 35のTIF700UUは、10 W/m·Kでゲルのような追従性を実現し、2 mmサンプルの70%圧縮時に必要な圧力はわずか11 psiで、これは競合他社の主力製品より10 psi低い値です。この差により、レーザーと表面実装コンデンサにかかる応力がクラックのしきい値を下回り、モジュールの全寿命にわたって波長の安定性とビットエラーレートを保護します。外部コールドプレートとのインターフェースには、TIC800T-ST PCM金属複合材が、ルーズなPCMフィルムで見られるような滲みやマイグレーションを起こすことなく、ホットスワップ対応ベイでの数千回に及ぶ挿抜サイクルに耐えます。

RFパワーアンプモジュールとマイクロ波チェーン

RFおよびマイクロ波パワーアンプモジュール（sub-6 GHzセル、mmWaveフロントエンド、マイクロ波ポイント・ツー・ポイントリンクを支えるGaNおよびLDMOSパワーステージ）は、フランジの背面や銅コイン直上の小さなダイ面積に熱を集中させます。ボンドラインの厚さが接合部温度を決定し、接合部温度が信頼性の主張や製品寿命末期のMTBFを左右します。当社は、ベアダイや統合ヒートスプレッダの下に薄く再現性の高いボンドラインを形成するTIGサーマルグリースと、筐体とヒートシンク間のインターフェース用のTIFソフトパッドを組み合わせて使用します。その後、お客様のモックアップハードウェア上で組み合わせたスタックの特性評価を行い、熱シミュレーションチームがデータシートの数値ではなく、実測データに基づいたカーブを得られるようにします。

ルーター、スイッチ、有線データパス

シャーシクラスのルーターやトップオブラック・スイッチの内部では、単一のヒートシンクフットプリントが、スイッチASIC、隣接するPHY、タイミングクロックという3つの異なる高さの3つの面をカバーすることが一般的です。異なる厚さのシリコンパッドキットが高さのばらつきに対応し、最も熱流束の高いダイは薄いグリースのボンドラインで対応します。粘着コーティングされた自己位置決め機能付きのバッキングを持つキスカットパッドは、SMT近接の組み立て工程にも耐え、ピックアンドプレース対応により手作業での配置工程をなくします。複数サプライヤーからなるBOMに対しては、理論上の同等性ではなく、お客様自身のハードウェアでの比較テストを文書化した上で、指定されたグローバルTIMブランドに対するピン互換の代替品を提供します。

通信業界におけるセカンドソーシングが他と異なる理由

通信業界のお客様は、変更通知、ロットトレーサビリティ、材料申告に細心の注意を払う通信事業者による監査体制の下で事業を運営しています。Ziitekの全バッチは、既存のベースラインにすでに整合された比較テストデータ（相変化温度、ステンレス+PCMの熱抵抗、圧縮-たわみ曲線、リワーク/クリーンリリース挙動）を添付して出荷されます。認定資料パックは、技術レビュー後に追いかけるのではなく、サンプル出荷の一部として作成されます。サンプルのターンアラウンドは通常、設計レビュー会議から4日で完了し、シート、ロール、またはプリフォーム形式はEVT（技術検証試験）の枠に合わせて数日以内に入手可能です。その結果、新たな認定サイクルを開始するのではなく、進行中のプログラム期間内に収まるセカンドソースの道筋が提供されます。

プロジェクト実績

• K=7.5 W/m·K、パッド厚0.2 mmのTIC808Hを0.02 mmステンレスキャリア上で使用し、フォールデッドライン5G光トランシーバー（熱源34 W、ヒートスプレッダのガードレール温度約60 °C）において既存品の熱エンベロープに適合
• 顧客図面に従い銅製スプレッダから1 mm内側のカットラインを維持。PET粘着アイランドとセグメント化されたストリップパッケージは既存品を模倣し、ラインオペレーターが同じSOPを継続できるよう配慮
• 10 W/m·Kの超ソフトギャップフィラーTIF700UUは、70 %圧縮時に11 psiの圧力を実現（競合他社の主力製品より10 psi低い）。50 W/cm²を超える800G / 1.6T QSFP-DDおよびOSFPモジュール上のレーザーとSMTコンデンサを保護
• 外部コールドプレートとのインターフェースに使用したTIC800T-ST PCM金属複合材は、繰り返しのホットスワップ挿抜サイクルに滲みなく耐用
• 85 °Cで1,000時間のエージング後も熱抵抗は安定を維持
• サンプルのターンアラウンドは通常、設計レビュー会議から4日で完了。EVTの枠に合わせてプリフォーム、シート、ロール形式を数日以内に入手可能

材料コンプライアンスと認定

Ziitekの通信グレード製品は、RoHS、REACH、および通信事業者の監査に対応した材料申告書を、比較テストデータパック（相変化温度、ステンレス+PCMの熱抵抗、圧縮-たわみ曲線、リワーク/クリーンリリース挙動、85 °Cで1,000時間のエージング）とともに添付して出荷されます。これらのデータはすべて、既存のベースラインに整合済みです。変更通知およびロットトレーサビリティの記録は、通信業界のお客様の品質システムおよび通信事業者の監査チェックリストに合わせてフォーマットされているため、セカンドソース認定資料パックは、技術レビュー後に追いかけるのではなく、サンプル出荷の一部として作成されます。

結論

Ziitekの通信および5G向けポートフォリオは、現在進行中の光トランシーバー、AAU、スイッチングプログラムにおいて、既存のティア1 TIMブランドに対するドロップイン・セカンドソースとして認定されています。キャリア厚、カットライン、粘着アイランド、リワーク挙動を模倣することで、認定をやり直すことなく、進行中のプログラムに変更をそのまま適用できます。TIC808H / TIF700UU / TIC800T-STファミリーは、当社が新しいフロントホール、AIインターコネクト、およびAAUプログラムに推奨するリファレンス構成です。

推奨製品

フォールデッドライン光トランシーバー — ハイライトされたスロットには、既存のグローバルパッド（光モジュールケースプログラムから）に代わり、TIC808H PCM-ステンレスキャリアが搭載されています。

次世代800G / 1.6T AI光トランシーバー — TIF700UU 超ソフトパッドとTIC800T-ST PCM-金属複合材（AI光モジュールケースプログラムから）を使用。