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焼結銅接合ペースト

製品カタログ

このカタログについて

ドキュメント名 焼結銅接合ペースト
ドキュメント種別 製品カタログ
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このカタログの内容

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焼結銅接合ペースト 熱の発生源となる半導体チップ直下に実装されるダイボンディング材には、熱界 面材料(TIM:Thermal Interface Material)やヒートシンク等の放熱部材 へより早く熱を逃がし、半導体チップの性能を確保することが求められます。 半導体チップのダイボンディング用途で広く使用されている高鉛はんだでは、熱伝 導率が30 W/(m・K)のため、熱伝導量が充分ではなくその代替材として、熱伝 導率が高い焼結銀ペーストが登場。しかし、焼結銀ペーストはダイボンディング加 工時の圧力が高く、加工時に半導体チップが欠ける懸念があるなどの課題があり ます。当社は、熱伝導率180W/(m・K)で高鉛はんだよりも高く、無加圧もしく は低い熱圧着圧力でのダイボンディングが可能な「焼結銅接合ペースト」を開発 しました。 課題解決 高い熱伝導率(180W/m・K)で、高鉛はんだの課題を解決 従来、高鉛はんだは、はんだの中では高い接続信頼性を示すことから、パワー半導体に広く使用されています が、熱伝導率が他の構成部材より低く、放熱時のボトルネックとなることが課題となっています。当社の焼結銅 接合ペーストは、熱伝導率180W/(m・K)を有し、一般的な高鉛はんだの熱伝導率30W/(m・K)に対し十 分な高熱伝導率を有するため、パワー半導体の温度上昇対策に最適なダイボンディング材料です。 (材料物性以外の設定事項) 電力、環境温度:各サンプルの測定値、空気特性:常圧30℃の空気(各物理量は一定値)、密度:1.161kg/㎥、熱伝導率:2.610 x 10-2 W/(m•K)、 分子粘性係数:1.840 x 10-5 N•s/㎡、熱膨張率:3.333 x 10-3 K-1、伝導・輻射・自然対流による伝熱、浮力、乱流を考慮
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動作温度が175℃でも高い接続信頼性を維持 高鉛はんだによるダイボンディングでは、部材間の熱膨張差から発生する応力で、ダイボンディング層が疲労破 壊を起こし、半導体チップの接続が確保できなくなる課題がありました。当社の「焼結銅接合ペースト」なら、パ ワーサイクル(Tj.max= 175℃)試験では、高鉛はんだや焼結銀よりも高いサイクル数を確保し、耐久性がよ く半導体チップの接続信頼性を維持することができます。 特長 高い熱伝導(180W/(m・K)) 高鉛はんだの熱伝導率30 W/(m・K)よりも、5倍以上高い熱伝導率180 W/(m・K)を有するため、パワー 半導体内でも一番熱負荷が高い半導体チップのダイボンド材として最適です。 加圧・無加圧の2つの接合タイプ 当社の「焼結銅接合ペースト」は、熱圧着圧力が0 (ガス雰囲気:水素)の<無加圧接合タイプ>と、熱圧 着圧力が2MPa以下で接合可能な<加圧接合タイプ>の2種をラインアップしています。同じく熱伝導率が高 いダイボンディング材である、焼結銀ペーストの熱圧着圧力20MPaと比較し、10分の1の圧力で接合が可能 なため、半導体チップ実装時の歩留まり向上への寄与が見込めます。
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技術特性 項目 単位 無加圧接合タイプ 加圧接合タイプ 熱圧着圧力 MPa 0 ≧ 2 ガス雰囲気 - H2 N2 接 着 焼成温度 C 225 - 300 240 -300 条 件 [ 接着サイズ mm2 低熱膨張基板(DBC)]10  10以 [銅板]15  15 (当社試験実績) 下 [銅板] 7  7 以下 印刷方法 - ステンシル/スクリューディスペンサー 接合可能な被着体 - Ni, Cu, Pd, Ag, Au Ni, Cu, Pd, Ag 特 焼結体緻密度 vol% 70 - 80 85 - 95 性 W/(mK 熱伝導率 180 *測定中 ) ダイボンディング材料の比較 当社 焼結銅接合ペースト 項目 単位 高鉛はんだ 焼結銀ペースト (無加圧接合タイプ) ガス雰囲気 - H2 H2 もしくは ギ酸 Air 接 合 熱圧着圧力 MPa 0 0 20 条 件 焼成温度 C 300 350 300 接合可能な被着体 - Cu, Ni, Ag, Pd, Au Cu, Ni, Ag, Au Ag, Au 熱伝導率 W/(mK) 180 24~35 280 接 合 パワーサイクル信頼性 回 72,193 4,840 44,064 特 性 温度サイクル信頼性 回 > 2000 1000 1000 環境対応 - 〇  (鉛) 〇 焼結銅ペーストの緻密度73vol%,および焼結銀ペーストの緻密度90vol%で比較。 パワーサイクル試験条件:Tj,max= 175 C、温度サイクル試験条件:-40 C 200 C /各30 分 ●本資料に掲載のデータは測定値であり、保証値ではありません。 (2020年10月時点) マーケティングWeb「課題解決@」事務局 sdmc_marketing@showadenko.com