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Diffusion joint of power semiconductor module materials using hydrogen-charge and its discharge

Research Project

Project/Area Number 24656190
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

Murata Takuya  山口大学, 理工学研究科, 助教 (70263796)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2013: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords拡散接合 / 水素チャージ・ディスチャージ / パワー半導体モジュール / セラミックス / 熱応力緩和 / 塑性変形 / 電気インピーダンス / 非真空雰囲気 / 水素チャージとディスチャージ / AlNセラミックス / 表面処理 / 接合条件 / 電子デバイス・電子機器 / 材料加工・処理 / 表面・界面物性 / 接合
Outline of Final Research Achievements

Using a surface activated metal with hydrogen charging and its discharge, electronics materials for the power-semiconductor module were diffusion-jointed without high vacuum atmosphere, reducing the heat and electrical resistance at the joint interface. As a result, the hydrogen charging to the metal formed a joint interface in close contact and the joints were found to exhibit the mechanical properties of superior strength and flexibility. The thermal analysis data suggested that hydrogen charging removes the oxide film and introduces lattice strain, while its discharging realizes reducing atmosphere and succeeding plastic deformation, being essentially effective to relax the residual stress at ceramics and metal junction.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 金属の水素チャージとディスチャージを利用した異種電子部材間の非真空雰囲気下における拡散接合2016

    • Author(s)
      村田卓也
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 51 Pages: 83-86

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 金属の水素チャージとディスチャージを利用した非真空雰囲気における異種電子部材間の拡散接合2015

    • Author(s)
      村田卓也
    • Organizer
      地方創生!南日本ネットワーク新技術説明会
    • Place of Presentation
      JST東京本部(東京都、千代田区)
    • Year and Date
      2015-07-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属の水素チャージとディスチャージを利用した非真空雰囲気における異種電子部材間の拡散接合2015

    • Author(s)
      村田卓也
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会第6回高温電子セラミックスワークショップ
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-18
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] パワー半導体モジュールに向けた異種電子部材間の非真空雰囲気における拡散接合2014

    • Author(s)
      藤本武志、菊川祥吉、齋藤祐馬、村田卓也
    • Organizer
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2014-09-10
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 水素チャージ金属を用いたAlNセラミックス間の非真空雰囲気における低温拡散接合2013

    • Author(s)
      藤本武志、菊川祥吉、村田卓也
    • Organizer
      日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学(長野市)
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] AlNセラミックス-水素吸蔵Ti金属間の接合

    • Author(s)
      菊川祥吉、植田義幸、村田卓也
    • Organizer
      セラミックス協会 第25回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 水素チャージ金属を用いた金属・合金間の非真空環境における拡散接合

    • Author(s)
      菊川祥吉、植田義幸、藤本武志、村田卓也
    • Organizer
      セラミックス協会2013年年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Related Report
      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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