Technologie voor het sinteren van zilveren microndeeltjes, ontwikkeld door professor SUGANUMA Katsuaki van het Instituut voor Wetenschappelijk en Industrieel Onderzoek, Universiteit van Osaka, is veelbelovend voor de volgende generatie vermogenshalfgeleiders, GaN. Door zilverpasta te verbeteren, hij heeft drukloze matrijsbinding bij lage temperatuur ontwikkeld, die kan worden gebruikt voor alle soorten elektroden, inclusief Cu en Au, evenals zilvercoating. Deze prestaties hebben ervoor gezorgd dat goedkope, betrouwbare hittebestendige montagetechnologie voor matrijsbevestiging en voor gedrukte bedrading zonder een conventionele goedkope elektrodestructuur te veranderen.

De door Prof. Suganuma ontwikkelde technologie voor het sinteren van zilvermicrondeeltjes heeft het mogelijk gemaakt om tegen lage kosten een lage temperatuur en drukloze matrijsbinding in een omgevingsomgeving te maken. Omdat deze technologie een hoge betrouwbaarheid vertoonde bij hoge temperaturen boven 250°C, het gebruik ervan verspreidt zich over de hele wereld als een technologie voor het binden van halfgeleiders van de volgende generatie. Hoewel zijn groep vorig jaar het bindingsmechanisme op nano-niveau verduidelijkte, het materiaal van elektroden was beperkt tot zilver (Ag), omdat de sleutel tot die technologie gebaseerd was op interacties tussen Ag en zuurstof (O).

Nikkel/goud (Ni/Au) of koper (Cu) worden vaak gebruikt voor elektroden voor silicium (Si), siliciumcarbide (SiC) en galliumnitride (GaN) halfgeleiders en direct gebonden koper (DBC) substraten. Dus, binding aan Ni/Au- of Cu-elektroden is erg gewild in de halfgeleiderindustrie, en de filmbinding zal het toepassingsgebied aanzienlijk uitbreiden.

Om deze elektrodegerelateerde uitdagingen op te lossen, in gezamenlijk onderzoek met Daicel Corporation, deze groep heeft een oplosmiddel ontwikkeld om de grensvlakactivering van Ag te bevorderen, het bereiken van drukloze sintertechnologie voor het verbinden van verschillende elektroden, zelfs bij 200 ° C, lager dan die van conventionele technologie. Met dit nieuwe type oplosmiddel (pasta), een lage elektrische weerstand van 4×10-6Ωcm, ongeveer twee keer die van Ag, is behaald, die alleen kan worden verkregen met de zilverpasta van Osaka.

In conventionele fabricageprocessen voor vermogenshalfgeleiders, films (of vellen) worden vaak gebruikt in plaats van pasta als materiaal voor het bevestigen van een matrijs. Deze groep ontwikkelde technologie om het oppervlak van een Ag-film te activeren door deze te slijpen. De introductie van deze verwerking vormde overvloedige heuvels op het oppervlak van de Ag-film bij temperaturen van 200 tot 250 ° C, waaruit blijkt dat dit zou leiden tot de ontwikkeling van nieuwe filmbindingstechnologie. (Figuur 1)

De onderzoeksresultaten van deze groep zullen niet alleen high-performance die bonding van de volgende generatie vermogenshalfgeleiders zoals SiC en GaN mogelijk maken, maar ook bedrading volgens oppervlakteruwheid van een matrijs met minder lawaai, door nullast en lage temperaturen proces. Dit zal de vermindering van energieverlies tijdens stroomconversie bereiken, wat kenmerkend is voor SiC- en GaN-vermogenshalfgeleiders. Dit verkleint ook stroomomvormers, een grote bijdrage leveren aan energiebesparing en reductie van CO2-gas over de hele wereld.