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鉄鋼ニュース

2017/01/12 06:00更新

三菱マテリアル、次世代パワーモジュール向け接合材料を開発。短時間・低温で焼結可能

三菱マテリアルは11日、低温で分解する有機分子でコーティングされた銀粒子を主成分とする焼結型接合材料を開発し、サンプル出荷を開始したと発表した。

従来の焼結型接合材料と同等の接合強度(20メガパスカル以上)と耐熱性(200度以上)を確保しつつ、従来品よりも短時間・低温での焼結を可能とした。
また、小型(10ミリ角以下)の高温半導体素子では従来品に比べ接合層のボイド(空隙)を大幅に低減できる。高い耐熱性と信頼性が求められる次世代パワーモジュール向けの焼結型接合材料としての利用拡大が見込まれるほか、高い熱伝導率を必要とするLEDチップなどの高発熱素子への応用も期待されている。
今回開発した接合材料は、主成分である銀粒子を覆う有機分子が、加熱により二酸化炭素などに分解し、銀粒子間の焼結反応を促進する。これにより、導電性接着剤並みの加熱条件(150度以上60分)での焼結が可能で、ボイドを低減するための加圧工程も不要となるのが特徴。
ハイブリッド自動車の高出力モーター電源制御用インバータをはじめとする次世代型パワーモジュールの普及が加速する中、200度以上の高温環境下でも動作可能なSiC(炭化ケイ素)やGaN(窒化ガリウム)などの高温半導体素子の採用が進んでいる。
高温半導体素子の接合には従来、界面活性剤などでコーティングされた銀粒子を主成分とする焼結型接合材料などが使われているが、200度を超える高温での加熱工程が必要とされることから周辺部材への悪影響が懸念されることや、放熱性や接合信頼性を低下させるボイド(空隙)を接合層で低減させるために加熱中に高い圧力を加える工程が必要などの課題があった。

続きは日刊鉄鋼新聞をご覧ください。

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