パワーモジュールの高性能化を支える高耐熱・高信頼性材料と実装技術

高温動作Si IGBTモジュールや、xEVで採用が進むSiCパワーモジュールでは、どのような材料が求められるのか。また材料の変更に合わせて、周辺材料との組み合わせや実装プロセスではどのような対応が必要となるのか。要求特性・ニーズとその背景、業界での開発動向を解説！

▼接続技術：ボンディングワイヤ・チップ電極・接合面材料、ワイヤを用いない接続技術
　◎高温下における従来ワイヤ材料の接続寿命延長対策の必要性
　◎新規組成のAl合金ワイヤの開発動向とチップ電極側の対応
　◎Cuウェッジワイヤ導入で起こる問題点、ボンディングの難しさと、装置・プロセスの進展
　◎各種ワイヤ/緩衝層/電極材料を用いたウェッジワイヤボンディングの耐熱性（150,175,200,225度）
　　比較と破壊モード
　◎CuクリップやFPCを用いた接続技術

▼ダイアタッチやパッケージアタッチのためのさまざまな接合材料と接合プロセス技術
　◎高温Pbはんだ代替材料の開発・評価の現状
　◎パワーサイクル試験における200℃の高温放置試験に耐えられる接合層
　◎低温・短時間の加熱プロセスと高耐熱性を両立した最新ナノソルダー接合材料
　◎採用拡大が期待される焼結接合材料および加圧プロセス・装置技術
　◎新しいダイアタッチ技術：原子間拡散接合（ADB：Atomic Diffusion Bonding）
　◎焼結接合プロセスで考慮すべきコンタミネーションや洗浄プロセス
　◎各種焼結接合材料（ペースト・接着剤・フィルム）を用いた界面形成(ダイ・絶縁基板)と接合プロセス

▼絶縁回路基板やモールド封止材料、車両搭載の小型・高放熱モジュール構造
　◎接合材料やモジュール構造の変化に対応する絶縁回路基板の開発動向
　◎ベースセラミック層の改良、金属回路材料の厚膜化に対応する接合技術
　◎高熱伝導樹脂シートと厚Cu回路によるIMB基板の開発
　◎ベースレス構造・直接冷却・直接液冷構造・トランスファーモールドパッケージと封止材料、両面冷却
　　モールド構造などモジュール構造の変遷と開発動向
　◎自動車用パワーモジュールの放熱冷却構造（構成部材、代表的な構造）の整理　など