【プログラム】

　近年、エレクトロニクス分野において製品の小型化・高機能化が進んでおり、製品内部の放熱性や接合部の耐熱性向上が求められています。特に、パワーモジュール内の半導体チップ下ダイアタッチ向け接合材料としては依然としてPb含有率85%以上の高鉛含有はんだ (高温はんだ) や鉛フリーはんだの一種であるSn-Sb系はんだなどが使用されていますが、鉛フリー化や一層の高耐熱化、高放熱化が望まれています。

　本講座では、高鉛含有はんだ代替技術として国内外でこれまでに報告されている研究成果の紹介や、焼結現象を用いた焼結型接合技術や液相拡散接合 (TLP) 技術に注目し、従来からのはんだ付との違いを基礎から解説するとともに、これまでに私達がおこなってきたCu粒子や特殊な表面構造を有するCuシートを用いた高耐熱接合技術について、最新情報から特徴、留意点などを紹介します。

【章立て】

1, エレクトロニクス実装の現状
　1-1, 環境を配慮したエレクトロニクス実装へ
    1-2, 国内外での接合材料研究動向

2, 高鉛含有はんだ代替接合技術の概要
    2-1, はんだ付
    2-2, 液相拡散接合
    2-3, 焼結型接合

3, Cuナノ粒子を用いた焼結型接合プロセスの基礎
    3-1, 各種因子の影響
    3-2, 接合雰囲気の影響

4, Cuを利用した新たな接合プロセスの紹介
    4-1, マイクロサイズ粒子を用いた接合
    4-2, ナノポーラスシート用いた接合

【質疑応答】

【プログラム】

　近年、パワー半導体や高温動作デバイスの信頼性向上を目的に、ダイアタッチ技術として焼結銀接合が注目されています。従来の加圧焼結は高い接合強度を得られる一方で、専用設備や圧力制御が必要であり、実装工程の制約が課題でした。これに対し、無加圧銀焼結接合材は、圧力をかけずに高導電性・高耐熱性を実現できるため、車載用パワーモジュールや産業機器など、量産性と信頼性を両立する用途で急速に普及しています。

　本講座では、この無加圧焼結銀接合材料の最新動向と技術的ポイントを紹介します。

【章立て】

1, 田中貴金属工業株式会社
　1-1, 田中貴金属工業株式会社の概要
　1-2, 田中貴金属工業株式会社の取扱い製品

2, 焼結銀接合材の技術動向
　2-1, 接合材の種類
　2-2, 無加圧銀接合材の技術紹介

【質疑応答】

【キーワード】
パワー半導体、ダイアタッチ、無加圧銀焼結接合

【講演のポイント】
パワー半導体向けダイアタッチ材料である無加圧銀焼結接合材料の特性、信頼性や最新動向を知ることができる。

【習得できる知識】
無加圧焼結銀接合材料の最新動向と技術的ポイント

【プログラム】

　SiCパワー半導体デバイスにおいて高電流密度化および高温動作化を目指した場合に直面する課題について議論を行う。

　超音波接合技術の中でもウェッジボンディング技術を用いたチップ表面への太線ワイヤ接合部の信頼性向上を課題とし、パワー半導体の実動作を模したパワーサイクル試験における接合寿命の長寿命化を目指して、ワイヤとボンディングパッドの材質の改善を行い、実験と有限要素解析の双方の観点から、繰り返し熱疲労に強いワイヤ接合部の構造について考察する。

【章立て】

１, はじめに
　1-1, 高効率半導体
　1-2, 超音波接合技術
　1-3, 半導体信頼性試験
　
２, 実験
　2-1, サンプル組立
　2-2, パワーサイクル試験
　2-3, 有限要素解析のための材料物性測定
　2-4, 有限要素解析モデルの作成
　2-5, パワーサイクル試験時の熱応力解析
　
３, 結果・考察
　3-1, テストサンプルの温度特性測定結果
　3-2, パワーサイクル試験結果
　3-3, 同じジャンクション温度差におけるパワーサイクル寿命の比較
　3-4, 非弾性応力ひずみ解析結果
　3-5, アルミニウムワイヤ接合部とアルミニウム被覆銅ワイヤ接合部の疲労寿命
　3-6, 銅オーバーパッドメタルの厚化によるワイヤ接合部の長寿命化
　
４, おわりに
　4-1, まとめ
　4-2, 今後の展望

【質疑応答】

【キーワード】
SiCパワー半導体、超音波接合技術、ウェッジボンディング、パワーサイクル試験

【講演のポイント】
SiCパワー半導体デバイスにおいて高電流密度化および高温動作化を目指した場合に直面する課題について議論を行う。
実動作を模した試験における接合寿命の長寿命化を目指して、実験と有限要素解析の双方の観点から考察する。

【習得できる知識】
・パワー半導体モジュール組立方法
・パワーサイクル試験方法
・有限要素解析のための材料物性測定

【プログラム】

　SiC( Silicon Carbide）やGaN(Gallium Nitride)などのワイドバンドギャップ半導体はSiと比較して低損失、高耐圧、高速スイッチング動作および高温動作が可能という特徴があることから次世代パワーデバイスとして期待されている。

　一方で、ワイドバンドギャップ半導体の性能を発揮するために、パワーモジュールパッケージの高耐熱化、低寄生インダクタンス化、低熱抵抗化がきわめて重要な課題となる。

　セミナーでは次世代ワイドバンドギャップ半導体を実装するパワーモジュールパッケージの技術課題を踏まえた開発事例を紹介する。

【章立て】

１, 次世代パワー半導体向けパワーモジュールパッケージ開発の取り組み

２, 1200V 300A 自社開発SiCパワーモジュールの開発事例
　2-1, パワーモジュールの諸元
　2-2, 耐熱温度　200℃
　2-3, Sn-Cu系接合材IMCの適用効果
　2-4, パッケージインダクタンス Ls
　2-5, FLAPの熱抵抗 Rth_j-c
　2-6, まとめ

３, Ag焼結接合を用いた650V 150A自社開発GaN-HEMTパワーモジュール開発事例
　3-1, 定常熱抵抗評価に適用するGaN-HEMTパワーモジュール
　3-2, GaN-HEMTパワーモジュールのRth_j-c評価
　3-3, GaN-HEMTパワーモジュールRth_j-c評価結果
　3-4, まとめ

【質疑応答】

【キーワード】
ワイドバンドギャップ半導体(SiC,GaN), 銀焼結接合,Sn-Cu系接合材IMC、パワーモジュール

【講演のポイント】
ワイドバンドギャップ半導体の性能を引き出すために自社開発したパワーモジュールFLAP（Flat Low Advance Power module）にSiC、GaNを実装した開発実績をご紹介します。

【習得できる知識】
・パワーデバイスおよびそのパッケージング技術の事例
・SiCやGaN HEMTを実装したパワーモジュール開発事例