低温プロセスで接合できる耐熱200℃のナノソルダー接合材料(新規はんだ)を開発~パワーデバイスの組立工程に広く適用して省エネルギーを推進~

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2022-06-21 新エネルギー・産業技術総合開発機構,パナソニック ホールディングス株式会社,東北大学,大阪教育大学,秋田大学,芝浦工業大学

NEDOの「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」で「ナノソルダー実用化による製造プロセス省エネ化技術の開発」に取り組むパナソニック ホールディングス(株)は、このたび東北大学、大阪教育大学、秋田大学、芝浦工業大学と共同で、従来よりも低い温度で電子部品を接合でき、接合後はパワーデバイスに必要な耐熱性が得られるナノソルダー接合材料を開発しました。本開発では、低融点金属と高融点金属を組み合わせた固液反応を用いることで、低温かつ短時間プロセスでの接合と200℃耐熱の両立を達成しました。

本開発の成果により、産業機器や電気自動車、鉄道などで使用されるパワーデバイスの組立工程に広く展開することが可能となり、パワーデバイス製造プロセスの省エネルギー化とともにカーボンニュートラルの実現に向けた大きな前進が期待できます。


図1 開発したナノソルダー接合材料

1.概要

パワーデバイス※1は家電や自動車、鉄道、産業用機器などあらゆる電気機器で使われ、産業界を支える基盤技術です。従来のパワーデバイスはシリコン(Si)を使って作られてきましたが、今後は電力損失の低減や小型化が可能な窒化ガリウム(GaN)や炭化ケイ素(SiC)の使用増加が見込まれています。これに伴い、動作温度はSi系での150℃からGaNやSiCでは175℃~200℃に上昇します。このようなデバイスの組み立てには接合材料としてはんだ材料※2を使用していますが、動作温度が175℃以上になると接合信頼性を保つことができません。

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