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液体金属を用いた低温実装できる熱疲労破壊しないはんだ接合部の創成

研究課題

研究課題/領域番号 18K04272
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関中京大学

研究代表者

山中 公博  中京大学, 工学部, 教授 (50609229)

研究分担者 田口 博久  中京大学, 工学部, 教授 (30453830)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード液体金属 / 低温実装 / はんだ接合部 / パワーモジュール / 高機能半導体 / 接合部 / 半導体 / 熱疲労破壊 / はんだ接合
研究成果の概要

エレクトロニクス製品の主な故障原因に,はんだ接合部の温度サイクルによる疲労破壊がある。本研究では,はんだ接合部に,常温で液体であるGaを用い,固体接合部に特有の疲労破壊を失くすことを目指した。接合材として基本的な特性であるが,これまで取り組みがなかった電気機械設計に必要な「ー40℃から200℃における,Gaの電気抵抗温度特性と過冷却特性」と信頼性を決める「Gaと電極金属との高温反応特性」を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カーボンニュートラル社会を実現するため,自動車の電動化が加速している。モータ駆動用のパワーモジュールを,断線しない接合技術で実現するための基本的な成果を得た。また,人工知能コンピュータなどの高機能半導体デバイスは,10μm以下の微細はんだ接合が必須となる。これを実現するために必須な,省エネでもある80℃以下の低温実装技術の可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Al-Zn合金板とFe板との間に発生した微細Cuデンドライト結晶薄膜形成2020

    • 著者名/発表者名
      田邉ほの香,重盛陽平,和田郁海,,山中公博、田口博久
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会第30回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低温実装を実現する液体金属Gaの電気抵抗の温度特性2020

    • 著者名/発表者名
      牧田和也,福澤拓郎,鈴木究,田口博久,山中公博
    • 学会等名
      スマートプロセス学会26th Symposium on Microjoining and Assembly Technology in Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体金属Gaによる低温接合について2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木究,田口博久,山中公博
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部2019年度第3回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温接合を実現する液体金属Gaと電極材の界面反応2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木究,福澤拓郎,田口博久,山中公博
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会第29回マイクロエレクトロニクスシンポジウム,(研究奨励賞)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation and Mechanism of Cu Dendrite Crystal Thin Films by an Electrochemical Metal Deposition Method2018

    • 著者名/発表者名
      Risa Uda, Junya Kuroda, Kimihiro Yamanaka, and Hirohisa Taguchi
    • 学会等名
      European Material Research Society, 2018 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Cu microparticles and its application to printed electronics2018

    • 著者名/発表者名
      Junya Kuroda, Risa Uda, Honoka Tanabe, Kimihiro Yamanaka, and Hirohisa Taguchi
    • 学会等名
      European Material Research Society, 2018 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高純度Cuデンドライト結晶を利用したCuマイクロ粒子の生成と伝導性塗料の開発2018

    • 著者名/発表者名
      田邉ほの香、黒田純也、宇田里紗、山中公博、田口博久
    • 学会等名
      エレクロニクス実装学会第28回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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