NEDO(신에너지·산업기술종합개발기구) 프로젝트에서 오사카대학과 주식회사 덴소는 SiC(실리콘 카바이드) 파워 반도체의 장기 신뢰성 향상을 기대할 수 있는 접합재의 자기 복구 현상을 발견했다고 발표했습니다. .

 파워 반도체는 전력 변환기 등에 사용되는 반도체로, 그 응용 제품에서의 고장의 주요 원인은 접합부의 박리로 됩니다. NEDO는 접합재로서, 일반적인 솔더재보다 전기, 열적 특성이 뛰어난 은소결재의 개발을 실시하고 있었지만, 박리 수명이 짧은 것이 실용화에 있어서의 과제였습니다.

마이크로 사이즈와 서브 마이크론 사이즈의 하이브리드 은 입자 페이스트를 이용하여 250℃의 저온에서 30분간의 대기 중의 접합 공정에 의해 다이 부착 접촉 접합 구조(재료가 다른 파워 반도체와 지지 기판의 접합 구조)를 얻을 수 있다. 합니다.이 은 페이스트 소결 접합법은, 종래의 접합 프로세스보다, 핸들링이 용이, 현격히 원료가 저렴, 강도 40MPa 이상(솔더 접속보다 높음), 열전도율 150W/mK 이상(솔더의 5배 이상) , 무가압이나 1MPa 이하의 저압으로 처리가 가능하다는 특징이 있습니다.

 실험에서는, 은 소결재의 시험편에 V자형의 홈을 넣는 노치 가공을 실시해, 약간의 인장 하중을 걸어 노치 선단에 날카로운 균열을 도입.이 시험편을 대기 중에서 200℃, 300℃에서 유지하고, 균열 선단의 변화와 시험편의 인장 강도 변화를 조사하였다.

 SEM(주사형 전자현미경)에 의한 관찰에서는, 200℃에서 유지하면 균열이 닫혀 부분적 접합이 시작되고, 또한 온도 300℃에서는 균열이 광범위하게 닫혀, 균열의 명확한 자기 복구 현상을 확인했다.또, 균열 도입 시험편의 인장 강도 변화를 검토하면, 100시간의 고온 유지 후에는 거의 균열을 도입하지 않는 시험편과 동등한 레벨에 도달했다.

 본 현상은 은소결재의 접합층 중에 생기는 균열이 고온의 기기 동작 환경하에서 자기 복구하는 것으로, 자동차 분야 등 SiC 파워 반도체의 적용 가능성을 크게 높였다고 한다.

오사카 대학

한사람 한사람의 「진가」를, 한대의 「진화」에.지역에 살아 세계로 늘어나는 대학에

오사카 대학은 11학부 23학과를 가진 연구형 종합대학. 1931년의 창설 이래, 「지역에 살아 세계에 성장한다」를 모토로, 고도의 교육 연구력, 교직원의 합의 힘, 그리고 전통의 무게와 오사카라고 하는 땅의 이익이 만들어내는 탁월한 「기반」과 「힘」을 가지고 있습니다.이 뛰어난 잠재력을 살려[…]

대학 저널 온라인 편집부

대학 저널 온라인 편집부입니다.
대학이나 교육에 대한 지견・관심이 높은 편집 스탭에 의해 기사 집필하고 있습니다.