Development of low-temperature low-pressure large-area bonding technology by high heat-resistant and high-heat dissipation Ag solid porous materials

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本研究開発では次世代パワー半導体の超低損失素子の特長を活かした小型・低消費電力の電力変換器を広い範囲で実用化するための基盤実装技術として、有機溶剤を一切使用せずに、短時間でミクロンサイズの粒子を加圧することにより高放熱のマイクロポーラス圧粉材を開発し、新規低温低加圧下で圧粉材接合の要素技術を確立した。Ag粒子の圧粉材の作製プロセスが検討され、わずか60秒程度の粒子の加圧、加熱により300 W/mKに近い高放熱Agポーラスシートを実現している。また、Agの圧粉材研磨層接合界面は広い面積でもほぼ隙間のない接合を確認している。300℃、4MPa, 60秒短時間での加熱加圧条件でSiC/Cu基板との接合構造は50MPa以上のせん断強度が得られた。EBSD表面解析の結果により、表面研磨する際に銀表面に薄いナノ層とナノ結晶構造が形成され、短時間で界面拡散することができ、界面接合が可能となると考えられる。本研究の圧粉材の低温低圧焼結技術では接合材料開発の低コスト化・短周期化と製造プロセスの簡単化が実現可能と期待される。