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パワー半導体実装材料の開発と接合部の信頼性評価

パワー半導体実装材料の開発と接合部の信頼性評価

~銀ペースト、銀焼成接合体の劣化メカニズムについて詳解~
オンライン 開催

概要

本セミナーでは、パワー半導体用接合材料について取り上げ、はんだ、銀粒子、銅粒子、各材料の特性、実装技術と求められる信頼性について解説いたします。

開催日

  • 2024年4月11日(木) 10時30分 16時15分

修得知識

  • 高耐熱と高熱伝導率の焼結Agペースト
  • 異種材との接合の特徴、接合構造の新展開、構造信頼性結果
  • 接合技術
  • 接合部の信頼性評価方法
  • 材料機械特性評価技術
  • 材料劣化現象
  • 耐熱性樹脂の設計、評価など材料開発に向けた基礎知識
  • デバイス用途を想定した具体的な評価例

プログラム

第1部 銀焼結接合と新実装材料の開発、構造信頼性評価

(2024年4月11日 10:30〜12:00)

 SiCやGaNなどのワイドバンドギャップ (WBG) 半導体材料を利用し、省エネ高効率化と小型軽量化の双方を兼ね備えるパワーデバイスの実現には、実装の長期信頼性構築が不可欠である。そのため、WBGパワーデバイスが曝される200°C〜300°Cの高温度領域でも動作保証する放熱材料、構造、冷却技術の革新的な技術の開発と信頼性評価が必要となる。この講座では高耐熱と高熱伝導率の焼結Agペーストを紹介し、異なる異種材との接合の特徴、またそれによる接合構造の新展開、構造信頼性と大面積接合をわかりやすく、解説する。

  1. WBGパワー半導体
    1. WBGパワー半導体の特徴
    2. WBGパワーモジュールの構造および開発動向
  2. 高温向けに求める実装技術
    1. 鉛フリーはんだと固液相接合
    2. 金属粒子焼結接合
  3. 銀粒子焼結接合技術と異種材界面の接合
    1. 銀粒子焼結接合技術の特徴
    2. 新型ミクロンサイズ銀粒子の低温焼結
    3. 異種材界面接合とメカニズム
  4. 銅ペーストと銅ー銀ペースト接合
    1. 銅ペースト焼結と性能評価
    2. 新型銅ー銀複合ペースト焼結接合
  5. 新型銀ーアルミ複合ペースト焼結接合
    1. 新型銀ーアルミ複合ペースト構造信頼性
  6. 高放熱パワーモジュール構造の開発
    1. オール銀焼結接合の放熱性能評価
    2. 銀焼結の信頼性評価と劣化特性
  7. 大面積Cu-Cu接合
    1. 低温低圧大面積Cu-Cu接合
    2. Cu-Cu接合高温信頼性評価
    • 質疑応答

第2部 SiCデバイス接合へ向けた銀焼成接合材の機械特性評価

(2024年4月11日 13:00〜14:30)

 SiCパワーデバイスは、電力ロスが少ないため。パッケージ品の大電力密度化へ期待されている。この優れたSiCの特性を活かすためには、異種材との高耐熱・熱伝導接合が重要になる。さらに、実駆動を模擬した信頼性試験後も、特性保持し続ける必要がある。本講座は、銀焼成材の熱信頼性に焦点を当て、将来の新パッケージに必要な評価方法について説明する

  1. 大電力パワー密度パッケージ化へ向けて
    1. ワイドバンドギャップ半導体
    2. ダイボンディング技術
    3. 低熱抵抗パッケージ
    4. 熱信頼性試験後の課題と評価方法
  2. 銀焼成材の薄膜引張機械特性
    1. 銀ペースト
    2. 焼結プロセス
    3. 銀焼成の空孔組織
    4. 一軸引張試験
    5. 破面観察
  3. 銀焼成接合体の信頼性試験評価
    1. 信頼性試験評価技術 (熱サイクル試験・曲げ試験技術)
    2. ダメージパラメータの考え方
    3. 接合劣化度の分析結果
  4. 銀焼成材の劣化メカニズム
    1. 凝集破壊の駆動力
    2. 空孔成長の駆動力
    3. SEM内In-situ引張試験技術
  5. 結言:熱信頼性試験評価フローの考え方
    • 質疑応答

第3部 半導体バンプレス接合における高耐熱樹脂の開発

(2024年4月11日 14:45〜16:15)

 現在の半導体のバンプレス接合は大きく分けて2つにある。1つは接着剤を使わない直接接合方式、もう1つは接着剤を使った接合方式である。接着剤を使わない接合方式では非常に高度な平坦化技術と異物管理が必要であることに対して、接着剤を使った接合方式では、これらの高度なプロセス要求が不要である。一方で、接着剤に対する要求レベルは高く、特に耐熱性に対する要求値は一般的な有機樹脂では対応できないレベルである。
 ここでは、半導体のバンプレス接合用途に向けた耐熱性樹脂の設計、評価など材料開発の基礎知識と、具体的な評価例について解説する。

  1. はじめに
    1. バンプレス接合における耐熱性の重要性
    2. 耐熱性の基礎知識
    3. 耐熱性の評価方法
  2. 高耐熱性樹脂の設計
    1. 一般的な樹脂の耐熱性
    2. 高耐熱性樹脂の設計指針
    3. 高耐熱性樹脂の耐熱性
  3. デバイス応用を見据えた評価
    1. 半導体バンプレス接合用途のための評価項目
    2. 耐熱性評価の具体例
    • 質疑応答

講師

  • 陳 伝彤
    大阪大学 産業科学研究所 フレキシブル3D実装協働研究所
    特任准教授
  • 若本 恵佑
    ローム株式会社 研究開発センター 信頼性技術グループ
    グループリーダー
  • 新木 直子
    株式会社ダイセル
    主任研究員

主催

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お問い合わせ

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: 55,000円 (税別) / 60,500円 (税込)
複数名
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アカデミック割引

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  • 学校教育法にて規定された国、地方公共団体、および学校法人格を有する大学、大学院、短期大学、附属病院、高等専門学校および各種学校の教員、生徒
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  • 文部科学省、経済産業省が設置した独立行政法人に勤務する研究者。理化学研究所、産業技術総合研究所など
  • 公設試験研究機関。地方公共団体に置かれる試験所、研究センター、技術センターなどの機関で、試験研究および企業支援に関する業務に従事する方
  • 支払名義が企業の場合は対象外とさせていただきます。
  • 企業に属し、大学、公的機関に派遣または出向されている方は対象外とさせていただきます。

ライブ配信セミナーについて

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本セミナーは終了いたしました。

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