2016 Fiscal Year Research-status Report
Study on interconnection technology for high temperature resistant packages with stress release structure by using Nano-Ni particles
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15K04628
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| Research Institution | Waseda University |
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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), 教授 (80373710)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
犬島 浩 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), 教授 (60367167)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノＮｉ粒子 / 接合 / インターコネクション / ダイボンディング / 高温耐熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノNi粒子の半導体実装における接合材としての応用については、３００℃程度の温度で焼結が進行することならびに、接合強度が上昇することについては、TEM観察ならびに、各種雰囲気の違いによる強度変化を明らかにしてきた。雰囲気については、応力緩和層として想定している、Alとの直接接合について、特に無加圧での接合条件の最適化を検討してきた。その結果従来考えられてきた、無酸素雰囲気で、接合強度の上昇が顕著に発現するという結果とは異なり、酸素を含むガス雰囲気での強度上昇が顕著であることが明らかになってきた。ペースト化の条件ならびに、溶剤の揮発条件との関連を調査継続している。またナノ粒子の分散との関連については、従来、高電圧静電噴霧を利用した、粒子間の同電位チャージによる分散と溶剤の揮発によるナノ粒子の塗布法ならびに、ペースト化後の三本ロール混錬方式によるナノ粒子の分散方式を検討してきたが、今回あらたな手法として、高圧せん断方式による、ナノ粒子分散を試みた結果、大幅な焼結性、接合強度の向上が見られた。今後、上記の成果を踏まえて、応力緩和層との接合ならびに応力緩和層を芯材としたＮｉナノ粒子塗布ダイボンディングテープの可能性についても検討を行う。粒子均一分散と焼結、機械的強度関連の評価方法については、共振法を用いた、振動解析ならびに、応力を制御した、振動疲労、ヤング率の変化の解析が有効であることが明らかになり、熱応力の耐性についても加速評価をおこなうこととする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ナノＮｉに関する研究例は他機関では、ほとんど見られないが、当初予想されていなかった、Ａｌ緩和層以外に電極部分のＡｌが応力緩和に効果をもたらしていることが新たにＦＥＭシミュレーションから、明らかになってきた。実験と合わせて、シミュレーションをおこなうことで、効率的な研究推進が達成できているものと考えている。ただし学生の就職活動時期の修士２年生による研究推進の停滞は生じており、数年来、例年のこととはいえ、事前に十分想定すべきである。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノ粒子の分散状態との関連については、高圧せん断方式の有効性をさらに定量的に把握するとともに、ガス雰囲気と加圧、無加圧条件での昇温条件の最適化を明らかにすべきと考えている。最終年度においては、接合最適化の条件を明確化し、実用性の見極めを行うために、実ＳｉＣパワーデバイスでの接合試験と信頼性の評価を行う予定である。また応力緩和層による信頼性向上についての、比較検証を行う。既出願特許の中間処理対応と合わせて、学会発表、論文投稿などの成果の公表についても注力する予定である。
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| Causes of Carryover |
人件費については、研究を担当した博士課程学生が大学助手に採用されていたため、大学の費用から、人件費予定額が支払われていた。一方ＴＥＭなどの技術の習熟度について、不足する部分については、専門技術者による指導が、必要となるため、今後外注、あるいは指導を依頼するための費用発生が必要となる。また旅費ついては、海外発表などの予定を特許出願などとの関連で、延期していたため、発生が次年度に繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品1600000、国内旅費233000、外国旅費200000、その他 300000円を予定している。最終年度の評価として、特に信頼性評価を実施するため、使用する実チップ費用、ナノ粒子の製造費用などが消耗品として比較的多額となる。
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Research Products
(2 results)
