対応チップサイズ20mmの大面積で、高信頼な接合を可能に
EV、HV、産業インフラ等で高まる大電流対応のパワー半導体ニーズに貢献

2025年1月23日

田中貴金属の産業用貴金属事業を展開する田中貴金属工業株式会社は、パワー半導体用パッケージ製造におけるダイアタッチ向けシート状接合材料「AgSn TLPシート」を開発したことを発表します。本製品は、パワー半導体のダイアタッチ用途に加え、TIM材^（※1）の代替材料としてヒートシンクにおける大面積接合への展開も見込めます。

■大電流タイプの大型シリコン（Si）チップ接合を可能にするシート状接合部材

近年、EV、HV、産業インフラ等の用途を中心に、大電流タイプのパワー半導体のニーズが高まっています。それに伴い、大型化するSiチップの接合において、高い信頼性を担保しながら、大きな面積を接合できる材料が求められています。今回発表する「AgSn TLPシート」は、最大20mmまでの半導体チップ接合に対応しています。さらに、3.3MPaの低加圧で接合が可能であり、半導体製造における歩留まり改善にも貢献します。

■低温接合かつパワー半導体に求められる高耐熱性、熱マネジメントに寄与

パワー半導体を含む半導体デバイスは、高温による故障や低寿命化といった影響があるため、高温耐熱性が求められます。また、パワー半導体パッケージ製造において、現在メインで採用されている接合材料は、環境への負荷から別材料への切り替えが進んでいる^（※2）高鉛はんだや、耐熱性が低いSACはんだ^（※3）、銀（Ag）焼結剤などが一般的です。本製品は加熱温度250℃で液相拡散接合^（※4）が可能です。接合後、耐熱温度が480℃まで上がるため、既存材料よりも高い耐熱性を有します。また、接合強度においては最大50MPaを維持するため、様々な被接合材に対応が可能です。さらに、本製品は、鉛フリーの接合部材であること、3,000サイクルのヒートサイクル試験を通過した高接合信頼性も特徴です。

なお、大面積接合が可能であるため、パワー半導体用ダイアタッチ材料としての使用に加え、TIM材の代替材料としての使用も想定しています。半導体パッケージ製造においては、熱伝導率が高い様々な材料が開発されてきましたが、TIM材の熱伝導率の低さがトータル熱設計のネックとなっていました。本製品は、50mm以上のTIM材の大面積接合が可能、かつ高い熱伝導率をもつ接合材料であり、半導体パッケージ製造における熱マネジメントへの貢献が期待できます。

20250123_田中貴金属工業、パワー半導体向けシート状接合材料「AgSn TLPシート」を開発.pdf

_________________________________________________________________________________________

（※1）TIM（Thermal Interface Material）：電子機器内で発生する不要な熱を放熱するために部材間に挿入する熱伝導性材料。

（※2）RoHS指令により「鉛」は規制対象ではあるものの、「技術、科学的に代替が不可能な用途」においては期限付きで使用可能となっています。しかし、期限付きでの適用除外のため、代替材料の開発が進められています。

（※3）SACはんだ：錫（Sn）、銀（Ag）、銅（Cu）を含むはんだ材料。

（※4）液相拡散接合：拡散接合を行う際、接合界面に挿入される金属などを一時的に溶融、液化した後に、拡散を利用し等温凝固させて接合する接合方法。英語名称はTransient Liquid Phase Diffusion Bonding（TLP接合）