マイクロAl－ナノNiハイブリッド接合剤の大気中焼結挙動と高耐熱半導体実装への応用

• Project/Area Number: 25K08423
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 巽 宏平 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 名誉教授 (80373710)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: ナノニッケル粒子 / パワーデバイス / 実装技術

Outline of Research at the Start

パワー半導体モジュールの実装に多用されているはんだ接続は材料の融点が200℃前後のため、SiCパワーデバイスの高温動作には適用できない。また長期使用で熱疲労などにより信頼性が低下する。Agナノ粒子などによる低温焼結材料がEV車のSiCインバータなどに、一部で実用化も始まっているが、比表面積の大きいナノ粒子は吸着酸素や炭素を焼結時に取り込み硬化し、熱応力の緩和が困難である。また焼結時に形成されるボイドなどが課題とされている。ここでは耐食性、耐熱性にすぐれるNiに着目し、Niナノ粒子にAlマイクロ粒子を複合化したペーストを用いた応力緩和型接合技術開発と接合機構解明ならびに実用性の検証を目的とする。