パワーモジュールのシンター技術 - Semikron

銀 シンター 技 術 は 1994 年 以 来曹 、チップと DCB との 接 続 に 使 われてきました。それ 以 前 にも、 数
ある 国 際 会 議 の 場 において、シンターによる 銀 接 合 層 の 信 頼 性 に 関 わる 特 性 や 優 位 性 について
解 析 、 報 告 されています。しかし、このタイプの 接 合 技 術 は、パワーエレクトロニクス 分 野 で 適 用 で
きるまでには 達 していない 事 も、 当 時昷 明 らかでした。
シンター 技 術 の 基 礎
シンターを 用 いたチップ-DCB 間 の 接 続 は、 単 に 独 自 の 銀 粒 子 、 特 定 の 条曵 件 においてなされ、
信 頼 性 の 高 い 接 続 を 実 現 します。Figure 1 にシンター 接 続 前 後 の 銀 粒 子 を 示 します。この 銀 粒 子
の 一 つ 一 つが、 特 殊 コーティング 材曩 料 により 囲 まれている 点 が 重 要 です。 接 続 方 法沵 は 単 純 で、 銀
粒 子 を 規 定 厚 さでチップ-DCB 間 に 置 き、 規 定 の 温浲 度 、 圧 力 を 規 定 時昷 間 印 加 し、 安 定 したシンタ
ー 接 続 を 得 ます。しかし、これは 最暷 初 の 技 術 評 価 段 階 においてのみ 十 分 といえる 状 態 です。
シンター 技 術 の 工 業 化 に 何 年 も 費 やし、 現 在 、セミクロンが 確 立 、 適 用 しているシンターペースト
の 基 礎 となる 独 自 のシンターペーストが 開 発 されました。さらに、5×7 インチのマルチチップ DCB
を 製 造 する 為 のシンター 接 続 装 置 が 開 発 されました。シンタープレスはプロセスに 適 した 圧 力 を 印
加 できる 様 に 設 計 されました。アセンブリ 担 当 の 製 造 スタッフは 十 分 訓 練 され、 適 用 プロセスは 継
続 的 に 改 善 されています。
Figure 1:シンタープロセス、 1
銀 拡 散 前 ( 左 )/ 後 ( 右 )
シンター 層 により 実 現 されたチップ-DCB 間 の 接 続 の 強 度 は 非 常 に 高 く、 信 頼 性 試 験 結 果 からシ
ンター 層 の 負 荷 サイクル 耐 量 が 優 れていることが 判 ります。さらに、シンター 技 術 の 有暼 利 な 点 は、
はんだ 停 止 層 の 洗泙 浄泵 が 不 要 な 事 です。DCB 上 のチップの 位 置 決 めの 精 度 は 50μm です。 一 方 、
はんだの 場 合 、 精 度 は 400μm で、 画 像 処 理 においてかなり 妨 げとなっていました。
Figure 2:パワーサイクル 2
耐 量 、シンター/はんだチップ