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» 2022年06月22日 13時00分 公開

耐熱200℃のナノソルダー接合材料を開発、パワーデバイス組立に展開へFAニュース

パナソニックは2022年6月21日、低温かつ短時間プロセスで接合できる耐熱200℃のナノソルダー接合材料を開発したと発表した。低融点金属粒子と高融点金属粒子を組み合わせた固液反応を用いることで、200℃、10分の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た。

[長沢正博,MONOist]

 パナソニックは2022年6月21日、低温かつ短時間プロセスで接合できる耐熱200℃のナノソルダー接合材料を開発したと発表した。今後は、電子デバイス組立工程での扱いやすさを向上させ、2022年12月頃のサンプル出荷を予定している。

開発されたナノソルダー接合材料 開発されたナノソルダー接合材料 出所:パナソニック

 ナノソルダー接合材料はμmサイズの金属粒子とnmサイズの金属微粒子で構成される。同社は東北大学、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た。低融点金属粒子と高融点金属粒子を組み合わせた固液反応を用いることで、200℃、10分の低温かつ短時間プロセスでの接合と200℃耐熱を両立した。

 パワーデバイスの組立工程に広く展開できる他、金属粒子の製造に超音波キャビテーションを利用したことで、従来よりも少ないエネルギーで微細な金属粒子が得られ、接合材料製造プロセスのCO2排出量の削減も可能となる。

 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る。動作温度はSi系での150℃からGaNやSiCでは175〜200℃に上昇するが、この場合はんだ材料が接合信頼性を保つことができない。そのため、耐熱温度の高い焼結材料の開発が進められている。

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「戦略的省エネルギー技術革新プログラム/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」プロジェクトにおいて、パナソニックは東北大学など4大学と従来よりも低温度、短時間で電子部品を接合でき、接合後はGaNやSiCデバイスの動作温度での耐熱性が得られるナノソルダー接合材料の開発に取り組んできた。

 

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