銅ナノ接合材料の開発とパワーデバイスの接合技術、信頼性評価

低温焼結性、耐熱性、無加圧、、、
銅接合材料の開発はどこまで進んでいるのか？

講師

１．大同大学 工学部 電気電子工学科　教授　博士(工学)　山田 靖 氏

２．東北大学 多元物質科学研究所　教授　博士(工学)　蟹江 澄志 氏

３．協立化学産業(株) 開発本部　小山 優 氏

４．日立化成(株) 先端技術研究開発センタ　専任研究員　工学博士　中子 偉夫 氏

受講料

1名につき60，000円（消費税抜き・昼食・資料付き）
〔1社2名以上同時申込の場合1名につき55，000円（税抜）〕

プログラム

＜１０：００〜１１：３０＞ 
１．Cuナノ粒子を用いた高耐熱接合技術と特性評価
大同大学　山田 靖 氏 　

【講座概要】
　SiC等の次世代パワー半導体の開発に伴い、接合技術の研究開発が盛んになっています。その中で、Cuナノ粒子接合技術についてご説明します。また、接合技術の特性評価方法について、KAMOME-PJで用いてきた方法をご紹介します。

１．EV/HV技術

２．次世代パワー半導体

３．パワー半導体実装用接合技術
　3.1 接合技術に求められる要件
　3.2 接合技術の概況
　3.3 Cuナノ粒子接合技術
　　3.3.1 加圧接合技術
　　3.3.2 無加圧接合技術

４．接合技術の特性評価
　4.1 試料構造
　4.2 初期特性
　4.3 信頼性

【質疑応答・個別質問・名刺交換】

＜１２：１０〜１３：４０＞ 
２．低温焼結性を有する銅ナノ粒子の開発と配線、接合材料への応用
東北大学　蟹江 澄志 氏 　

【講座概要】
　本講座では，まず，如何にすれば機能性無機ナノ粒子をサイズ・形態制御しつつ精密に合成できるか，その方法やコツを理解していただきます．ついで，その具体的な手法について紹介することで，無機ナノ粒子の液相合成法や解析法を学んでいただきます．さらに無機ナノ粒子の液相合成法を，低温焼結性を有する銅ナノ粒子の合成法へ適用した例につき紹介します．得られた銅ナノインクは，配線材料およびダイアタッチ材料として優れた性質を示します．一方で，無機ナノインクの現在までの進展を紹介することで，常圧でのデバイス製造に向けたナノインクの実力および可能性について学んでいただきます．

１．粒子の合成・設計法と特性の制御
　1.1 粒子の合成法
　1.2 粒子・ナノ粒子のサイズ・形態制御のコツ
　1.3 水系による粒子の合成及びサイズ・形態制御
　1.4 非水系における粒子の合成及びサイズ・形態制御

２．低温焼結性を有する銅ナノ粒子の液相合成と特性評価
　2.1 水系における銅ナノ粒子の合成
　2.2 水溶性錯体を用いた銅ナノ粒子の液相合成
　2.3 水溶性錯体から得られた低温焼結性を有する銅ナノ粒子の特性評価
　2.4 銅ナノ粒子への耐酸化性の付与
　2.5 低温焼結性を有する銅ナノ粒子から調製した銅ナノインクの配線材料としての特性
　2.5 低温焼結性を有する銅ナノ粒子から調製した銅ナノインクのダイアタッチ材料としての特性

３．機能性無機ナノ粒子インクの将来展望

【質疑応答・個別質問・名刺交換】

＜１３：５０〜１５：２０＞
３．SiCパワーデバイス向け銅ナノシンター接合材の開発とその評価
協立化学産業(株)　小山 優 氏　

【講演概要】
　材料目線から観る一般的なパワーデバイスの知識、接合材料の実状、銅ナノ粒子ペーストの課題と最新技術情報を得ることが可能です。当社が考える、今までにない接合材料構成についても講演致します。様々な分野の方々と交流することで、課題解決の近道が見えると信じております。どうぞよろしくお願い申し上げます。

１．会社説明

２．パワーデバイスの高耐熱要求について
　2.1 パワーデバイスの用途
　　2.1.1 使用用途
　　2.1.2 市場性
　2.2 次世代SiC半導体モジュール設計における耐熱要求
　　2.2.1 次世代SiC半導体モジュールの可能性
　　2.2.2 次世代SiC半導体モジュールの要求事項
　　2.2.3 ダイアタッチ材とは
　　2.2.4 ダイアタッチ材から観る次世代SiC半導体実装の課題

３．金属ナノシンター接合材の可能性
　3.1 金属ナノ粒子の特徴と課題
　　3.1.1 金属ナノシンター接合材とは
　　3.1.2 金属ナノ粒子の特徴と応用
　　3.1.3 銅ナノ粒子の期待点
　　3.1.4 銅ナノ粒子の課題
　3.2 非還元焼結型銅ナノ粒子の設計と合成
　　3.2.1 パワーデバイス用途向けダイアタッチ材に求められる銅ナノ粒子の要求特性
　　3.2.2 一般的な銅ナノ粒子合成方法について
　　3.2.3 当社が開発した銅ナノ粒子合成手法のご紹介
　3.3 非還元焼結型銅ナノシンター接合材の特性
　　3.3.1 銅ナノシンター接合材の特徴
　　3.3.2 銅ナノシンター接合材の実装方法
　　3.3.3 銅ナノシンター接合材の実装特性
　3.4 高耐熱信頼性試験の現状と課題と新たな提案
　　3.4.1 耐熱試験の種類
　　3.4.2 当社が開発した銅ナノシンター材料の耐熱信頼性
　　3.4.3 全く新たな発想から構成されるダイアタッチ材の提案

４．総括

【質疑応答・個別質問・名刺交換】

＜１５：３０〜１７：００＞ 
４．無加圧焼結Cu接合材の開発と高熱伝導、接続信頼性
日立化成(株)　中子 偉夫 氏 　

【講座概要】
　車載用パワーデバイスなど小型軽量化を要求される分野では，容量密度の増加や冷却機構の簡素化が進み，デバイスの動作温度，放熱性の向上が強く求められている。焼結銅接合材は，180 W/m・Kの高い熱伝導性，高いパワーおよび温度サイクル信頼性を有し，上記目的に合致する材料である。
　日立化成では，水素雰囲気が必要であるが無加圧で接合できる材料と，1 MPa以上の加圧が必要であるが窒素中で焼成できる材料を開発した。-40⇔200℃の温度サイクル試験では，2000 サイクル後もSAT像に顕著な変化は無く，加圧接合した焼結Ag接合材や高鉛はんだ以上の接続信頼性を有すると考える。

１．開発背景
　1.1 新規な高熱伝導，高接続信頼性のダイボンド材要求の背景
　1.2 焼結Ag接合材の特長と信頼性

２．水素中無加圧接合可能な焼結銅接合材
　2.1 無加圧接合と条件の影響
　2.2 接合層の特性

３．窒素中低加圧接合可能な焼結銅接合材
　3.1 接合条件の影響と接合層の特徴

４．温度サイクル信頼性

５．パワーサイクル信頼性

６．焼結Cu接合材の応用
　6.1 実装基板と放熱板の接合等，大面積の接合
　6.2 フリップチップ実装のCuピラーの接合

【質疑応答・個別質問・名刺交換】