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日清エンジニアリング、半導体素子を基板に固定する接合材料「微酸素雰囲気で焼結可能な銅ナノ粒子」を開発

発表日:2018年2月2日

日清エンジニアリング 独自技術で「微酸素雰囲気(びさんそふんいき)で焼結可能な銅ナノ粒子」の開発に成功

~あらゆる産業で利用が期待される"次世代パワー半導体"の接合に対応~

日清製粉グループの日清エンジニアリング株式会社(社長:村田 博)は、今後の市場成長が見込まれる"次世代パワー半導体(※1)"の半導体素子を基板に固定するための接合材料として使用される「微酸素雰囲気(※2)で焼結(※3)可能な銅ナノ粒子」の開発に成功しました。

■「微酸素雰囲気で焼結可能な銅ナノ粒子」開発の背景

現在、パワー半導体の半導体素子を基板に接合する「ダイアタッチメント」には、主にはんだなどの低融点材料が用いられています。"次世代パワー半導体"は、現行のパワー半導体と比べ、電力損失を削減でき、設備の小型化を可能にするため、今後、家電やスマートフォンをはじめとしたあらゆる産業において利用が期待されています。しかしながら、"次世代パワー半導体"は高温条件での使用も想定されるため、接合後の耐熱性(200℃以上)も必要であり、従来の低融点材料ではダイアタッチメントに対応することが困難でした。

そこで昨今、金属ナノ粒子をダイアタッチメントの材料としたアプローチが注目されています。金属粒子は、焼結によって粒子同士が接合して導電性が発現しますが、半導体素子や基板にダメージを与えない温度(約300℃以下)で焼結する必要があります。金属粒子の中でもナノ粒子を用いると、焼結温度が低下するため、この条件を満たすことができ、焼結後は金属の融点までの耐熱性が得られます。当社では、耐熱性と焼結温度の両課題に対応する材料として、「銅ナノ粒子」に着目し、研究開発を進めてきました。

*表は添付の関連資料を参照

一般的に、「銅ナノ粒子」は大気中で酸化しやすく不安定であるため、粒子表面を保護材で保護したり、粒子表面だけを酸化させて酸化被膜を形成させたりして、粒子の酸化を防止しています。しかし、保護材は粒子同士の焼結を阻害し接合能力を低下させる原因となることや、酸化被膜を有するナノ粒子は取扱いに注意が必要な還元性ガス(※4)を用いて酸化被膜を除去しなければ焼結しない等の問題点がありました。

このたび当社では、高周波熱プラズマ法(※5)を用いて表面保護材に改良を加えることにより、「還元性ガスを用いずに微酸素雰囲気で焼結が可能で、安定して取り扱うことができる銅ナノ粒子」を開発することに成功しました。

*図は添付の関連資料を参照

*以下は添付リリースを参照

≪本件に関する一般の方々のお問合せ先≫

日清エンジニアリング株式会社

粉体事業部 粉体加工センター

電話:049-264-3322

メール:engi_funka@nisshin.com

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0470385_01.jpg

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0470385_02.jpg

添付リリース

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0470385_03.pdf

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