田中貴金属工業は1月23日、パワー半導体用パッケージ製造におけるダイアタッチ向けシート状接合材料「AgSn TLPシート」を開発したと発表した。最大20mmのチップサイズに対応し、高信頼な接合が可能となった。

電気自動車(EV)やハイブリッド自動車(HEV)、産業インフラなどを中心に、大電流タイプのパワー半導体のニーズが高まる中、チップ接合の分野では高い信頼性を担保しつつ、大面積の接合に対応することが求められている。また、高温による故障、低寿命化を防止するため、高温耐熱性も求められる。こうした理由から、パワー半導体パッケージ製造には、現在は高鉛はんだや耐熱性の低いSACはんだ、銀(Ag)焼結剤などが主に用いられている。しかし、環境への負荷を考慮し、別材料への置き換えが進んでいる。

同社が今回発表した「AgSn TLPシート」は最大20mmまでの半導体チップ接合に対応しているほか、3.3MPaの低加圧で接合が可能であり、歩留まりの改善にも貢献する。また、加熱温度250℃で液相拡散接合が可能であり、接合後は耐熱温度が480℃まで上がるため、既存材料よりも高い耐熱性を持つ。接合強度は最大50MPaを維持するため、様々な被接合剤に対応が可能である。加えて、鉛フリーの接合部材で、3,000サイクルのヒートサイクル試験を通過した高接合信頼性も特徴である。

なお、同社は同製品について、大面積接合が可能なため、パワー半導体用ダイアタッチ材料としての使用に加え、電子機器内で発生する不要な熱を放熱するために部材間に挿入する熱伝導性材料「TIM材」の代替材料としての使用も想定している。「TIM材」は熱伝導率が低く、これが半導体パッケージ製造のトータル熱設計の課題となっていた。同製品は50mm以上の「TIM材」の接合が可能、かつ高い熱伝導率を持っているため、半導体パッケージ製造における熱マネジメントへの貢献も期待される。