提供源自贵金属的最先进材料，开辟半导体器件的未来

新一代功率半导体迅速普及

如果说逻辑半导体和存储半导体是大脑，那么可以比喻为心脏的功率半导体负责控制和供应电力，并安装在所有电子设备中。特别是在使用大功率的电动汽车 (EV)，工业设备，通信基站和可再生能源领域，它是重要的核心部件，预计未来市场将继续扩大。为了降低能耗，新技术的开发也在加速。

宽带宽功率半导体正迅速普及，即使在恶劣环境下也能稳定运行。与传统的硅半导体相比，采用碳化硅(SiC) 和氮化镓 (GaN) 的半导体不仅在高温条件下保持稳定性和性能，而且在高功率和高频方面也表现出色，目前正在进行大规模生产的研发工作。

然而，田中贵金属工业株式会社的伏见义典表示，设计人员在开发这些下一代功率半导体时面临着新的挑战：“我们需要应对功率容量增加带来的高温问题，在数千次热循环后保持键合可靠性，并键合越来越大的芯片（晶粒）的更大面积。使用传统的浆料和环氧树脂粘合剂越来越难以满足这些要求。”

材料解决问题，自由模块设计

田中贵金属提供的材料能够解决这些问题。其中一种材料是“银粘合剂”，它改变了芯片的粘合方式。该公司开发的树脂增强型烧结（通常称为混合烧结）是一种区别于传统烧结银的材料。“它不仅具有高导热性，散热性能优异，而且由于其独特的树脂体系，在热循环下也具有很高的可靠性，能够满足汽车应用严苛的环境要求。”伏见先生说道。伏见先生相信，这种粘合剂在粘合中小尺寸芯片方面将尤为有效，有助于延长功率器件的使用寿命并提高其容量。

另一种是“ AgSnTLP片材”，它非常适合大面积键合。“这是一种Ag-Sn液相扩散接合合片材，可有效键合大型芯片和整个模块，”参与该产品研发的公司员工北冈真一郎解释道。

它具有三大主要特点。首先是可靠性。这种粘合片在粘合后会将银 (Ag) 和锡 (Sn) 转化为 Ag3Sn，使其耐热温度提升至 480°C。这使其比现有材料更耐热。其最大接合强度为 50 MPa，即使在 300°C 的高温下也能保持相同的接合强度。此外，它还通过了 3000 次循环热测试。其次是成本降低。粘合过程只需几分钟即可完成，从而缩短节拍时间并降低工艺成本。第三是减少环境影响。由于它是一种无溶剂材料，因此不会产生挥发性有机化合物 (VOC)。它也不含受 RoHS 指令约束的物质。“它采用的工艺即使在低压下也能实现可靠的粘合，减少空隙，并简化制造工艺。它尤其适用于模块和散热件之间的大面积粘合，我们相信这将有助于提高散热性能，”北冈说道。

模具粘合中的两种解决方案“ Ag粘合剂”和“ AgSnTLP片”是互补的，通过充分利用各自的特性，可以展示其真正的价值。例如，“ Ag粘合剂”适用于中小尺寸的模具粘合，AgSnTLP片适用于大面积模具中要求高温稳定性的粘合。通过互补地结合两者，扩大了过去难以实现的模块设计的自由度，我们可以同时改善下一代功率半导体开发所必需的元素，如热管理，可靠性和可制造性“ (北冈先生)

从上游到下游的全系列材料

正如EV所象征的那样，强烈要求功率半导体具有即使在相对较小的空间内也能控制功率的功能。为了在最小化的同时提高性能，对功率半导体材料的“低电阻”和“散热对策”的需求正在扩大。

田中贵金属为功率器件产品提供整体解决方案，并稳定供应从制造工艺上游到下游的全系列材料，包括芯片键合材料、键合丝、贵金属钎料、各种电镀工艺、溅镀靶材等，所有这些材料均位列世界顶级供应商之列。

此外，材料本身往往是稀有的，贵金属材料，应考虑到回收的生产和分销系统。田中贵金属贵金属回收是回收的核心业务之一，公司正在推动其 网站的全球扩张。

接合材料的创新对于应对功率半导体发展带来的散热和可靠性挑战至关重要。田中贵金属正处于这一领域的前沿，致力于为新时代的电力电子技术提供支持。
田中贵金属将继续利用贵金属的特性，进行研究、开发和提供尖端材料。

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