| 研究課題/領域番号 |
26289248
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
廣瀬 明夫 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70144433)
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| 研究分担者 |
佐野 智一 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314371)
松田 朋己 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30756333)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 接合 / ナノ粒子 / セラミックス / 焼結 / 酸化還元 / 酸化銀 / 分子動力学シミュレーション |
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| 研究実績の概要 |
今年度は、AlN、SiC、SiO2およびSiと金めっき銅試験片との接合を行った。いずれも酸化銀ペーストを用いることで表面処理無しに金属との直接接合が達成された。界面の透過型電子顕微鏡（TEM）観察と分子動力学（MD）シミュレーションにより、AlNの接合では、AlN表面に形成されるAl2O3酸化膜に銀がイオン結合することで接合されることが示唆された。SiO2の接合では、SiO2中に銀が拡散し、これによって銀焼結層との接合が達成されることが分かった。SiCおよびSiの接合では、これらの基材表面にSiO2酸化膜が形成されており、前述のSiO2と同様の接合機構で接合が達成されることが分かった。接合温度、保持時間および加圧が接合性に及ぼす影響を評価した結果、AlN継手では、接合温度の上昇は継手強度の上昇をもたらした。しかし、保持時間の増加はボイドの粗大化を促進させ、加圧の上昇は銀の再酸化による脆い酸化銀層を形成したため、継手強度は向上しなかった。SiC継手では、接合温度、保持時間、加圧の増加は焼結銀層の緻密化をもたらし継手強度が向上したが、保持時間の過剰な長時間化や極端な高加圧化はボイドの拡大や銀再酸化層の形成を促進し、継手強度が低下する原因となった。Si継手では、接合温度の上昇により強度は増加傾向を示したが、400℃で一旦低下した。これは、接合層に残留した酸化銀の熱分解によりボイドが生成したためであったが、450℃では再び増加し、最高強度が得られた。高温信頼性評価として、250℃での高温放置試験を行った。AlN継手は、高温放置過程での過度な焼結進行によるボイドの粗大化や、銀層硬さの上昇によるせん断応力の界面への集中によって強度が低下した。SiC継手は高温放置後も過度な焼結進行が確認されず、せん断強度も接合ままの75%以上を維持した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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