Tecnología de unión de sinterización de partículas de micras de plata desarrollada por el profesor SUGANUMA Katsuaki en el Instituto de Investigación Científica e Industrial, Universidad de Osaka, es prometedor para semiconductores de potencia de próxima generación, GaN. Mejorando la pasta de plata, ha desarrollado uniones de matrices sin presión a baja temperatura, que se puede utilizar para todo tipo de electrodos, incluyendo Cu y Au, así como recubrimiento plateado. Estos logros han permitido a bajo costo, tecnología de montaje resistente al calor confiable para la fijación de matrices y para cableado impreso sin cambiar una estructura de electrodo barata convencional.

La tecnología de unión de sinterización de partículas de micras de plata desarrollada por el profesor Suganuma ha permitido la unión de matrices a baja temperatura y sin presión en un entorno ambiental a bajo costo. Debido a que esta tecnología mostró una alta confiabilidad a altas temperaturas superiores a 250 ° C, su uso se está extendiendo por todo el mundo como tecnología de unión de matrices de semiconductores de potencia principal de próxima generación. Aunque su grupo aclaró el mecanismo de unión a nano-nivel el año pasado, el material de los electrodos se limitó a plata (Ag), porque la clave de esa tecnología se basaba en las interacciones entre Ag y oxígeno (O).

El níquel / oro (Ni / Au) o el cobre (Cu) se utilizan a menudo para electrodos de silicio (Si), Semiconductores de carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN), así como sustratos de cobre de unión directa (DBC). Por lo tanto, la unión a electrodos de Ni / Au o Cu tiene una gran demanda en la industria de los semiconductores, y la unión de la película ampliará significativamente el alcance de su aplicación.

Para resolver estos desafíos relacionados con los electrodos, en investigación conjunta con Daicel Corporation, este grupo ha desarrollado un solvente para promover la activación interfacial de Ag, lograr la tecnología de sinterización sin presión de unir varios electrodos incluso a 200 ° C, más bajo que el de la tecnología convencional. Con este nuevo tipo de disolvente (pasta), una resistividad eléctrica baja de 4 × 10-6Ωcm, aproximadamente dos veces la de Ag, fue logrado, que solo se puede obtener con la pasta de plata de Osaka.

En los procesos de fabricación de semiconductores de potencia convencionales, Las películas (u hojas) se utilizan a menudo en lugar de pasta como material de unión de matrices. Este grupo desarrolló tecnología para activar la superficie de una película de Ag moliéndola. La introducción de este procesamiento formó abundantes montículos en la superficie de la película de Ag a temperaturas que oscilan entre 200 y 250 ° C, demostrando que esto conduciría al desarrollo de una nueva tecnología de unión de películas. (Figura 1)

Los resultados de la investigación de este grupo permitirán no solo la unión de matrices de alto rendimiento de semiconductores de potencia de próxima generación como SiC y GaN, sino también cableado de acuerdo con la rugosidad de la superficie de un dado con menor ruido, por proceso sin carga y bajas temperaturas. Esto logrará la reducción de la pérdida de energía durante la conversión de energía, que es característico de los semiconductores de potencia de SiC y GaN. Esto también reduce el tamaño de los convertidores de potencia, contribuyendo en gran medida al ahorro de energía y la reducción del gas CO2 en todo el mundo.