2004 Fiscal Year Annual Research Report
In-Situ反応制御プロセスによる高温対応エレクトロニクス実装部の形成
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15560626
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
廣瀬 明夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70144433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 紘二郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70026277)
上西 啓介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80223478)
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| Keywords | 高温対応実装プロセス / 有機-銀複合ナノ粒子 / エレクトロニクス実装 / 低温焼成 |
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| Research Abstract |
300℃以下の温度で実装でき、実装後には2次実装を想定した260℃でも液相を生成しない高温対応エレクトロニクス実装部を実現するための接合プロセスの開発を目的とし、有機-銀複合ナノ粒子を用いたプロセスの接合機構解明とエレクトロニクス実装への適用を検討した。有機-銀複合ナノ粒子(粒子径10nm)と通常の銀微粒子(粒子径100nm)を用いて大気中300℃で銅を接合し、その接合強度を比較した結果、前者は40MPa以上の接合強度を示すが、後者の強度は5PMa程度と低強度であった。破面、破断経路の観察および接合界面の透過型電子顕微鏡による観察結果より、前者の接合部では銅と銀の金属接合が達成されているのに対して、後者の接合は単純なアンカー効果であった。この結果、有機-銀複合ナノ粒子による接合では、有機殻分解による金属新生面の露出をトリガーとして銀ナノ粒子同士と銀ナノ粒子と基板金属の接合がIn-Situに達成され、これが高い接合強度をもたらすことが分かった。また、得られて銀接合層は緻密な多結晶構造でありバルク銀の特性を有することが示唆された。銅との接合継手に対して、接合強度に及ぼす接合温度、接合時間、加圧力などの接合パラメータの影響を系統的に検討した結果、高温あるいは高加圧の接合条件では、最大50PMPaを超える接合強度が得られることが分かった。また、接合温度と加圧力が接合強度に大きな影響を及ぼし、加圧力を5MPaとすれば接合温度260℃で高い強度が得られ、300℃の接合温度では1PMaの低加圧力で接合可能であることが分かった。この結果に基づいて、高温対応エレクトロニクス実装に適用できる強度が得られる接合条件範囲を定量的に明らかにした。以上の結果から、本接合プロセスは、従来の鉛リッチはんだや金リッチはんだに対して十分代替可能であることが分かった。
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