銅ナノ粒子接合材料の設計と高耐熱接合技術

第1部 銅粒子を利用した焼結接合技術とそのメカニズム

(2021年3月30日 10:30〜12:00)

　近年、エレクトロニクス分野において製品の小型化・高機能化が進んでおり、製品内部の接合部の耐熱性向上が求められている。特にパワーモジュール内のダイアタッチ向け接合材料としては依然としてPb含有率85%以上の高鉛含有はんだ (高温はんだ) やSn-Sb系はんだなどが使用されていますが、鉛フリー化や高耐熱化が望まれています。 　本講座では、高温はんだ代替技術として国内外でこれまでに報告されている研究成果の紹介や、金属粒子の焼結現象を用いた焼結型接合技術に注目し、従来からのはんだ付けとの違いを説明するとともに、これまでに我々がおこなってきたCuナノ粒子やマイクロサイズ粒子を用いた焼結型接合技術などについて、最新情報から特徴や留意点なども含めて紹介します。

1. エレクトロニクス実装の現状
   1. 環境を配慮したエレクトロニクス実装へ
   2. 国内外での研究動向
2. 高鉛含有はんだ代替接合技術の概要
   1. はんだ付
   2. 液相拡散接合
   3. 焼結型接合
3. Cuナノ粒子を用いた焼結型接合プロセス
   1. 各種因子の影響
   2. 接合雰囲気の影響
4. 新たな焼結型接合プロセス
   1. マイクロサイズ粒子を用いた接合
   2. ナノポーラスシート用いた接合
• 質疑応答

第2部 銅ナノ粒子を用いた接合材料の設計と接合特性

(2021年3月30日 13:00〜14:30)

　信頼性の高い接合材料として、Agを中心とした微小金属粉を用いた焼結材料が検討されているが、Agは高価である。材料が安価なCu粉を用いたペーストも検討されているが、Cuの酸化に起因した取扱いの難しさがあり、高信頼性接合には、品質管理されたCu粉を用いて適切に焼結する必要がある。 　本講演では、Cu粉やCuペーストの基本的な取り扱いから、信頼性の高い焼結、接合を得るための処方、条件について紹介する。

1. はじめに
2. 焼結Cu接合材料
3. 自社製Cuナノ粉
4. Cuナノ粉と焼結温度
5. Cuペースト処方と加圧接合強度
6. 加圧接合部の物性
7. 実際の取り扱いの課題
8. まとめ
• 質疑応答

第3部 銅ナノ粒子を用いたパワー半導体の高耐熱接合技術と特性評価

(2021年3月30日 14:45〜16:15)

　SiC等の次世代パワー半導体の開発に伴い、接合技術の研究開発が盛んになっています。その中で、Cuナノ粒子接合技術についてご説明します。また、接合技術の特性評価方法について、KAMOME – PJで用いてきた方法をご紹介します。

1. EV/HV技術
2. 次世代パワー半導体
3. パワー半導体実装用接合技術
   1. 接合技術に求められる要件
   2. 接合技術の概況
   3. Cuナノ粒子接合技術
      1. 加圧接合技術
      2. 無加圧接合技術
4. 接合技術の特性評価
   1. 試料構造
   2. 初期特性
   3. 信頼性
• 質疑応答