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Evaluation of Heat Transfer Characteristics Considering Thermal Contact Resistance between Sintered Ag Particles and Metallic Solid Using Steady-State Method

考虑烧结银颗粒与金属固体之间的热接触热阻的传热特性评估采用稳态法

基本信息

批准号：
22K14196
负责人：
木伏理沙子
金额：
$ 3万
依托单位：
Toyama Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、WBG半導体を搭載したパワーモジュールのダイボンディング材として期待されるAg焼結体の伝熱性能を評価することを目的とする。パワーモジュールは高温での駆動が期待されるが、高温環境では部品間の接合部に亀裂が発生する可能性がある。そこで、亀裂発生による故障を防ぐためには、発熱体であるパワー半導体ダイから複数の材料を介して外気へ放熱をする必要があり、適切なサーマルマネジメントが重要である。ここで、適切なサーマルマネジメントのためには、パワーモジュールに適用される全ての材料の熱伝導率を正確に評価しなければならない。特に、高温に達するパワー半導体ダイを基板に接合するために用いられることが期待されるAg焼結体は非常に高い熱流束環境の中、外気温から高温までの広い温度域で使用されるため、これと同様の環境下で熱伝導率を評価する必要がある。熱伝導率を評価する手法としては、定常法や非定常法が挙げられるが、前述のような使用条件であるAg焼結体においては定常法が有用である。ここで、Ag焼結体の熱伝導率を定常法により評価する場合、Ag焼結体の熱伝導率が比較的高く厚みが薄いことから、評価が難しいことが課題である。そこで、まず定常法を用いてAg焼結体の熱伝導率を評価するためには高い測定精度を実現するための試験機を提案する必要がある。そこで本年は、試験機の設計のため、数値解析を用いて試験部形状およびその材質の検討を行った。解析を用いた試験機の設計が完了したため、試験機の製作を開始した。

The purpose of this study is to evaluate the thermal properties of Ag sintered bodies on WBG semiconductor. The joint between components is likely to crack under high temperature environment. It is important to prevent the occurrence of faults in semiconductor materials and to prevent the occurrence of external heat. The thermal conductivity of all materials should be evaluated correctly. For semiconductor substrate bonding at high temperatures, it is necessary to evaluate the thermal conductivity of Ag sintered bodies at high and low temperatures. The method of thermal conductivity evaluation is useful for Ag sintered bodies under the conditions described above. In this paper, the thermal conductivity of Ag sintered body is evaluated by the steady method. In this case, the thermal conductivity of Ag sintered body is relatively high. The thermal conductivity of Ag sintered body is evaluated by the steady state method, and the test machine is necessary for high measurement accuracy. This year, the design of the test machine, the number analysis, the use of the test part shape and the material discussion The design of the test machine is completed and the production of the test machine is started.