微細結晶構造制御による低温焼成型放熱・接合用材料の設計と構築

• 研究課題/領域番号: 24K01174
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26030:複合材料および界面関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 米澤 徹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90284538)
• 研究分担者: 徳永 智春 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90467332)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2025年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 放熱 / 半導体材料 / 接合材料 / 構造制御 / 結晶構造

研究開始時の研究の概要

本研究では、表面に研究代表者が初めて合成したCu64Oナノ粒子をまとったコア－シェル型構造を有する銅ナノ粒子を新規に合成し、このナノ粒子の低温で金属銅に相変化する特殊性を利用した極低温固相接合技術を確立するとともに、加熱XRD、雰囲気制御された環境での電子顕微鏡観察、原子分解STEMを用いたEELSを通じて、焼結時の原子拡散挙動を明らかにし、接合機構の解明を行う。特に、コア銅の結晶性が高く、表層のみ小さな粒子を持たせることにより、低温で接合可能でありながら、充分な強度を持ち、ヒートサイクル試験による信頼性評価にも耐久性のある放熱接合材料となる。この材料は特にパワー半導体の高効率冷却に役立つ。