太阳三山：铜纳米颗粒，片状粘结材料的开发：用于SiC / GaN功率器件

太阳三山：铜纳米颗粒，片状粘结材料的开发：用于SiC / GaN功率器件

2020/01/28新闻发布

太阳三山：铜纳米粒子

Taiyo Nippon Sanso成功开发了“用于下一代功率器件的片状粘结材料，例如SiC和GaN”。

通过使用铜纳米颗粒作为片状接合材料，实现了高强度和高可靠性。

功率器件：当前问题

功率器件用于电动汽车和插电式混合动力车中功率转换器的半导体器件（逆变器/转换器）中。

为了提高功率器件的效率，有必要减小模块的尺寸并通过增加工作温度极限来增加输出功率密度。

常规：硅功率器件/耐热性问题

但是，在Si功率器件中，“工作温度为150℃且耐热性”的问题已达到小型化的极限。

另一方面，SiC / GaN器件材料可以在200°C的温度下运行，并有望替代Si功率器件。

常规：粘结材料/“基于焊料的材料” /耐热性问题

常规地，“基于焊料的材料”已经用作Si功率器件电子部件的结合材料。

然而，基于焊料的材料具有差的耐热性，并且不适合于预期在高温环境中使用的SiC功率器件。

除了“基于焊料的材料”之外，还需要能够承受高温操作的粘合材料。

这次：作为金属纳米粒子/替代候选材料的注意

金属纳米颗粒作为功率器件结合材料（例如SiC）的替代候选材料正引起人们的关注。

从离子迁移* 1电阻和制造成本的观点出发，特别期望铜纳米颗粒。

这次：铜纳米粒子：片状接合材料

Taiyo Nippon Sanso /专有技术，
充分利用氧气燃烧技术，
铜纳米颗粒上覆盖着粒径为100 nm /几纳米的亚氧化物层，
我们拥有干式批量生产技术。

这次：开发过程

该过程/合成颗粒可在还原性气氛中于150°C的低温下燃烧。 * 2
将少量还原剂添加到无粘合剂/铜纳米颗粒中，并优化了粘合层的结构。
在不添加氮气等还原性气体的情况下，在不进行氮气干燥的情况下进行接合（图1）
我们开发了“具有高粘合强度和出色可靠性的片材粘合材料（照片1）”。

通过使用这种结合材料将SiC结合到铜板上而获得的样品即使在超过1000次的热循环试验中也没有显示出界面剥离，从而确认了高可靠性。

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