Tecnologia de junção de sinterização de partícula de prata desenvolvida pelo Professor SUGANUMA Katsuaki no Instituto de Pesquisa Científica e Industrial, Universidade de Osaka, é promissor para semicondutores de energia de próxima geração, GaN. Ao melhorar a pasta de prata, ele desenvolveu uma ligação de molde sem pressão de baixa temperatura, que pode ser usado para todos os tipos de eletrodos, incluindo Cu e Au, bem como revestimento de prata. Essas conquistas possibilitaram o baixo custo, tecnologia de montagem resistente ao calor confiável para fixação de matriz e fiação impressa sem alterar uma estrutura de eletrodo barato convencional.

A tecnologia de junção de sinterização de partículas de prata desenvolvida pelo Prof. Suganuma permitiu a colagem do molde em baixa temperatura e sem pressão em um ambiente ambiente a um custo baixo. Como essa tecnologia mostrou alta confiabilidade em altas temperaturas acima de 250 ° C, seu uso está se espalhando por todo o mundo como uma tecnologia de ligação de matriz de semicondutor de potência principal de próxima geração. Embora seu grupo tenha esclarecido o mecanismo de ligação de nível nano no ano passado, o material dos eletrodos foi limitado a prata (Ag), porque a chave para essa tecnologia era baseada nas interações entre Ag e oxigênio (O).

Níquel / ouro (Ni / Au) ou cobre (Cu) são frequentemente usados ​​para eletrodos de silício (Si), carboneto de silício (SiC) e semicondutores de nitreto de gálio (GaN), bem como substratos de cobre de ligação direta (DBC). Assim, a ligação a eletrodos de Ni / Au ou Cu está em alta demanda na indústria de semicondutores, e a colagem de filme expandirá significativamente o escopo de sua aplicação.

A fim de resolver esses desafios relacionados ao eletrodo, em pesquisa conjunta com a Daicel Corporation, este grupo desenvolveu um solvente para promover a ativação interfacial de Ag, alcançar a tecnologia de sinterização sem pressão de juntar vários eletrodos, mesmo a 200 ° C, inferior à da tecnologia convencional. Com este novo tipo de solvente (pasta), uma baixa resistividade elétrica de 4 × 10-6Ωcm, cerca de duas vezes mais do que Ag, foi alcançado, que só pode ser obtido com pasta de prata de Osaka.

Em processos convencionais de fabricação de semicondutores de potência, filmes (ou folhas) são freqüentemente usados ​​em vez de pasta como material de fixação de matriz. Este grupo desenvolveu tecnologia para ativar a superfície de um filme de Ag por meio de trituração. A introdução deste processamento formou colinas abundantes na superfície do filme de Ag em temperaturas que variam de 200 a 250 ° C, demonstrando que isso levaria ao desenvolvimento de uma nova tecnologia de colagem de filmes. (Figura 1)

Os resultados da pesquisa deste grupo permitirão não apenas a ligação de matriz de alto desempenho de semicondutores de energia de próxima geração, como SiC e GaN, mas também a fiação de acordo com a rugosidade da superfície de uma matriz com menor ruído, por processo sem carga e baixas temperaturas. Isso alcançará a redução da perda de energia durante a conversão de energia, que é característico dos semicondutores de potência SiC e GaN. Isso também reduz o tamanho dos conversores de energia, contribuindo grandemente para a economia de energia e redução do gás CO2 em todo o mundo.