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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14196/
• 关键词: 熱伝導率; サーマルマネジメント; パワーエレクトロニクス; 電子機器; 接触熱抵抗

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。

This research is based on the WBG Semiconductor equipped with WBG Semiconductor The material is expected to be the same as the thermal properties of the Ag-fired composite. There is no possibility of cracks or cracks in the joints between parts due to high temperature environments.そこで, 亀発生による fail を Prevention ぐためには, 発热体 であるパワー semiconductor ダイから plural のIt is necessary to use the material that is suitable for the outside and the heat to release the heat, and it is important to use the appropriate material.ここで、suitable 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Applicable されるall てのmaterials のthermal conductivity をcorrect にvaluation価しなければならない. Special, high-temperature bonding of semiconductor wafer substrates is expected with high heat flow. It is necessary to use the thermal conductivity in the middle and outer temperature range of the beam environment and the high temperature range in the same environment. Thermal conductivity evaluation method としては, steady method や unsteady method がげられるが, The above-mentioned usage conditions are also useful for the Ag-yaki structure and the steady method.ここで、Thermal conductivity of Ag-fired composites and the constant method of evaluation of Ag-fired composites. The thermal conductivity is relatively high, the thickness is thin, and the evaluation is difficult.そこで、まずsteady methodをUsing いてAg-fired composite thermal conductivity evaluation It is necessary to propose a test machine because of its high measurement accuracy.そこでthis yearは、test the design of the machine のため、numerical value analysis を use いてtest the shape of the part およびそのmaterial の検question を行った. The design of the test machine is completed when the analysis is completed, and the production of the test machine is started.